Пирометр спектрального отношения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i<> 741069 (Ü1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 220277 (21) 2454943/18-25 р1) м. кл.

G 01 J 5/60 с присоединением заявки Нов

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150680. Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 1506.80 (53) У4К 536.52 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Б. H.Áëàæêåâè÷, В.Г.Зубов и А.П.Крышев

Физико-механический институт АН украинской CCP (71) Заявитель (54) ПИРОМЕТР СПЕКТРАЛЬНОГО ОТНОШЕНИЯ

Изобретение относится к области радиационной пирометрии, а именно к технике измерения высоких температур бесконтактным методом по тепловому изучению и может быть использовано, например, в металлургической промышленности.

Известны пирометры спектрального отношения, выходной сигнал которых линейно связан с измеряемой цветовой температурой и в которых предусмотрена воэможность электрической корректировки шкалы пирометра (1).

Наиболее близким к предлагаемому является пирометр, который содержит 15 модулятор светового потока, приемник излучения, усилитель, два амплитудных детектора с ключами, датчик синхроимпульсов, синхронизатор, два трехполюсных ключа, преобразователь ло- 20 гарифма отнсшения двух напряжений в интервал времени, два сумматора, RC-цепь с ключами, интегратор и регистратор (2).

Недостатком этого пирометра являет25 ся недостаточно высокая точность линеариэации выходной шкалы, обусловлен-. ная тем, что последняя осуществляется при помсдпи повторного логарифмического амплитудного преобразования, совмещенного с разрядом конденсатора

RC-цепи и харак т ери з уе тс я сущес твенной инструментальной погрешностью.

Цель изобретения — повышение точности линеариэации выходной шкалы пирометра.

Поставленная цель достигается тем, что сумматоры выполнены с источниками опорных напряжений, при этом первый сумматор включен между преобразователем логарифма отношения двух напряжений в интервал времени и инте гратором, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, второй вход которой соединен с источником опорного напряжения первого .сумматора, второй сумматор включен между схемой сравнения и регистратором, а интегратор и сумматоры связаны с синхронизатором, а также тем, что сумматоры выполнены в виде интеграторов с блоками задания начальных условий, подключенными к источникам опорных напряжений.

На чертеже дана принципиальная электрическая схема пирометра спектрального отношения.

Пирометр содержит модулятор 1 светового потока, приемник 2 излучения, датчик 3 синхроимпульсов, у HJIHTf ïü

741()f 9

4, ключи 5 и 6, амплитудные детекторы 7 и 8, синхронизатор 9, преобразователь 10 логарифма отношения двух напряжений в интервал времени, сумматоры 11 и 14, интегратор 12, схему

l3 сравнения и регистратор 15.

Пирометр работает следующим образом.

Световой поток от объекта, температура которого измеряется при помощи модулятора 1 и приемника 2 иэлу- (0 чения преобразуется в следующие друг за другом импульсы напряжения с амплитудами Uл и 02, пропорциональными монохроматографическим интенсивностям излучения объекта Ъ/ 1, Т и b/Лг, Т в двух длинах волн hi и bг соответственно.

После усиления импульсов усилителем 4 и их синхронного детектирования при помощи ключей 5 и б на амплитудных детекторах 7 и 8 выделяются амплитудные значения Бл и P . этих импульсов. На выходе преобразователя

10 Формируется широтно-модулированный импульс, длительность которого определяется выражением 1-„- U Pn(Uq /Ua), где 25 постоянная времени преобразователя 9 ° В сумматоре 11, выполненном в виде интегратора с блоком задания начальных условий, осуществляется алгебраическое суммирование напря- Зп жения, пропорционального отрезку времени t< и напряжения UH в соответствии с выражением:

\. исг (. ог-е. + ими сг с

"Нг

После чаем сит и

Огт .г 2 сг U инл е сл (.е2 Uph

+ UH2 (1)(35

4S

50 где С вЂ” вторая постоянная в формуле

Планка-Вина;

К„; безразмерный член, определяемый аппаратной функцией пирометра Ф и равный е(л,,тт

60 К =сЕ, " Ек . е(,тт и, Выполнение сумматоров в виде интеграторов с блоками задания начальных условий, а также включение их как

65 описано выше, существенно уменьшает

U =-u — "+и -и =-О Ь(" +u сл ол (. нл не ол т. (( се сл 2 где П(тл — опорное напряжение сумматора 11; постоянная времени интегратора сумматора ll;

U„„ — напряжение, определяющее начальные условия интегрирования в сумматоре 11.

При подаче напряжения (1) на вход интегратора 12, в котором предвари— тельно установлены нулевые начальные условия интегрирования, выходное напряжение последнего начинает изменяться по линейному закону. Схема 13 сравнения фиксирует момент равенства текущего значения выходного напряжения интегратора 12 и опорного уровня Пол °

Отрезок времени от момента начала интегрирован%я до момента установления указанного равенства определяется вь)(ражением: (М

2 lJi тс 0н (.(г uo где ге,- постоянная времени интегратора 12.

В сумматоре 14, по структуре аналогичном сумматору 11, осуществляется суммирование напряжения пропорционального отрезку временй (2) и на пряжения U„г в соответствии с выражением опорное напряжение сумматора 14; постоянная времени интегратора сумматора 14; напряжение, определяющее начальные условия интегрирования в сумматоре 14. подстановки (2) в (3) полуB регистраторе 15 осуществляется фиксация напряжения и подача его на выход пирометра:

Пвьх Пс ° .

Синхронизатор 9, тактируемый синхроимпульсами блока 3, выполняет следующие функции: с приходом соответствующих информационных импульсов замыкает ключи 5 и б, а также управляет работой преобразователя 10; периодически осуществляет сброс и перевод в режим памяти интеграторов блоков 11 и 141 периодически задает нулевые начальные условия в интеграторе 12; управляет работой регистратора 15.

Для того, чтобы градусная шкала пирометра была линейной, т.е. чтобы выполнялось Условие Узы„= К(Тц — Тцо), где К вЂ” коэффициент пропорциональности

Т вЂ” текущее значение измеряемой цветовой температуры; тц, — значение цветовой температуры, соответствующее началу данного температурного диапазона, необходимо выдержать следующие соотношения:

+ тт с сл — *-кс (— - — ); л )е л инл с 2 Л вЂ” — -вь — +и

2 ол

) цО

741069

Формула изобретения

I

I /

Составитель В.Зуев

Техред A.Ùåïàíñêàÿ Корректор Г.Решетник

Релак тор П. Макаревич

Заказ 3321/4 Тираж 713 Подпи сное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4 инструментальную погрешность линеарнзации выходной шкалы лирометра, что и составляет технико-экономическую эффективность предлагаемого изобретения, Пирометр спектрального отнсшения, содержащий модулятор светового потока, приемник излучения, к выходу которого подключен усилитель, датчик синхроимпульсов, соединенный с синхронизатором, связанным с регистратором и преобразователем логарифма отнсшения двух напряжений в интервал времени, входы которого через соответствующие ключи и амплитудные детекторы соединены с выходом усилителя, интегратор, схему сравнения и два сумматора, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повыше.— ния точности линеаризации выходной шкалы, сумматоры выполнены с источниками опорных напряжений, при этом первый сумматор включен межлу преобраэователеи логарифма отношения двух напряжений в интервал времени и интегратором, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, второй вход которой соединен с источником опорного напряжения первого сумматора, второй сумматор включен между схемой сравнения и регистратором, а интегратор и сумматоры связаны с.синхронизатором.

2. Пирометр по п.l, о т л и ч а ю— шийся тем, что сумматоры выполнены в виде интеграторов с блоками задания начальных условий, подключенными к источникам опорных напряжений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство

9463004, кл. G 01 J 5/60, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 92400542/18-25, 27.04.77.