Изобретение относится к области оптической пирометрии и может быть использовано, например, в металлургической промышленности при изготовлении катанки, горячем волочении, термообработке проволоки ит.д.

Известны конструкции фотоэлектрических пирометров для измерения температуры как неподвижных, так и движущихся непрерывных тел, содержащие оптическую систему, с помощью которой поток лучистой энергии направляется на фоточувствительный элемент, модулятор светового потока, лампу сравнения, систему визирования и электронные усилители, работающие в режиме прямого усиления или в режиме сравнения с оптической обратной связью (1).

В таких пирометрах, например в ФЭЦ-4 на фотоприемник, установленный в фокальной плоскости объектива, проектируется весь световой потребитель, изменение температуры малых объектов приводит к необходимости применять телеобъекты с малым углом зрения, при этом при изменении диаметра проволоки необходимо лишь обеспечить ее неподвижность в поперечном направлении (что в производственных условия; невозможно), либо изменять расстояние между ней и объективом. При этом измеряемый объект должен находиться на оптической оси. При поперечных колебаниях протягиваемых тел типа проволоки их изображение, передаваемое оптической системой на фотоприемник, уходит частично или полностью за пределы светочувствительного слоя, что искажает показания и делает измерение невозможным.

Наиболее близким к предлагаемому является пирометр, состоящий из оптико-механической системы, включающий корпус, объектив, конденсатор, полевую диафрагму, модулятор с щелевым сканирующим обтюратором (вращающийся барабан), видоискатель, и электронной системы обработки информации включающей фотоэлектрический преобразователь, предварительный усилитель, излучающий элемент оптической обратной связи, запоминающие устройства, устройство сравнения и устройство самоконтроля (2).

Конструкция этого пирометра обеспечивает ему лучшие свойства по сравнению с другими известными и обеспечивает измерение температуры колеблющейся проволоки

744249

Здесь же B свободных от оптико-механических частей объемах размещены электронные устройства для обработки информации (на рис. 1 не показаны), а все вместе закрыто декоративной крышкой-экраном 19 из достаточно тепло- и электропроводного материала.

Такая компановка значительно упрощает монтаж, наладку и текущее обслуживание прибора. Электрическая схема обработки информации помимо обычных фотоэлектрического преобразователя, предварительного усилителя, излучающего элемента обратной оптической связи, устройства сравнения, выходного масштабного усилителя и устройства самоконтроля содержит (рис. 2) устройство для формирования нормализованных по длительности «вырезок» из середины импульсов, вырабатываемых фотоэлектрическим преобразователем при облучении

его световыми импульсами от измеряемого объекта и излучающего элемента обратной оптической связи и подачи их на входы соответствующих запоминающих устройств.

Функциональная блок-схема фотоэлектрического пирометра (рис. 2) содержит измеряемый объект 21, излучающий элемент обратной оптической связи 11, обтюратор мо- zr дулятора 10, фотоэлектрический преобразователь 13, предварительный усилитель 22, устройство для формирования «вырезок» из середин импульсов 23, автоматические запоминающие устройства сигналов объекта 24

ЗО (А34об) и сигналов источника обратной оптической связи 25 (А54о, с), устройство сравнения 26, выходной масштабный усилитель

27, вторичный регистрирующий (показывающий) прибор 28, переключатель режима работы 29 со схемы сравнения на фотометри- 3g ческую (прямого усиления), устройство самоконтроля 30 и устройства электронного визирования 31.

Фотоэлектрический пирометр работает следующим образом.

Световые потоки от объекта 21 и от из- 40 лучающего элемента 11 обратной оптической связи, преобразованные обтюратором модулятора 10 в последовательность световых импульсов различной длительности, поступают на фотоэлек.рический преобразова- 4 тель 13, где преобразуются в электрические импульсы, поступающие затем в предварительный усилитель 22. Усиленные импульсы (рис. 3, a) подаются в устройство 23 для формирования «вырезок» (рис 3, б) из импульсов. При этом «вырезка» делается всег- о да из середины импульса, а длительность ее постоянна.

«Вырезки» импульсов подаются на входы автоматических запоминающих устройств сигналов от обьекта 24(АЗУ об) и от источника обратной оптической связи 25(АЗУ о.с), которые «запоминают» их амплитуды и хранят до прихода следующих

«вырезок» (рис. 3, в и 3 r соответственно).

Сигналы с АЗУ (рис. 3 г и 3 в) подаются Hd прямой и инвертирующий в оды устройства сравнения 26, где выделяется и усиливается разность сигналов, которая подается на излучающий элемент обратной оптической связи 11, который преобразует ее в световой исток. Сигналы с устройства сравнения 26 выходным масштабным усилителем

27 нормализуются по уровням в соответствии с требованиями Государственной системы приборов и подаются на выход, к которому присоединен вторичный (регистрирующий, показывающий) прибор, например, электронный потенциометр 28.

Предлагаемый пирометр может быть использован и как быстродействующий датчик температуры в системах автоматического регулирования, для чего в нем предусмотрен переключатель режима работы 29 со схемы сравнения на схему прямого усиления сигнала от измеряемого объекта (фотометрического).

Для точной наводки на резкость предусмотре lo устройство электронного визирования 31 с выходом на показывающий прибор, поз вол яющи Й фи ксировать относительное изменение длительности измеряемого импульса при наведении объектива на резкость.

Суть визирования состоит в следующем.

Г1ри точной наводке на резкость измеряемый импульс от обьекта имеет минимальную длительность. При «расфокусировке» края изображения становятся размытыми, длительность импульса увеличивается, фронты его становятся более пологими, а амплитуда начинает уменьшаться.

Устройство электронного визирования определяет длительность измеряемого импульса. При наводке на резкость перемещением тубуса объектива добиваются минимальной длительности импульса.

Для проверки работоспособности всех узлов пирометра предусмотрено учтройство самоконтроля 30, которое вырабатывает прямоугольные импульсы тока с помощью им пульсного источника оптического излучения, например излучающего диода, имитирует поступление на фотоприемник световых импульсов от измеряемого объекта при закрытом объективе и нажатой кнопке включения этого устройства.

Кроме того, это устройство весьма облегчает наладку пирометра при его изготовлении.

Фор иуда изобретения

Фотоэлектрический пирометр для измерения температуры протяженных тел малых поперечных размеров, состоящий из оптико-механической системы, включающий корпус, объектив, конденсатор, полевую диафрагму, модулятор с щелевым скани744249

1б рующим обтюратором, видоискатель, и электронной системы обработки информации, включающей фотоэлектрический преобразователь, предварительный усилитель. излучающий элемент оптической обратной связи, запоминающие устройства, устройство сравнения и устройство самоконтроля, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры колеблющихся в поперечном направлении протяженных тел и упрощения оптикомеханической системы, фотоэлектрический преобразователь установлен в фокальной плоскости конденсатора, свизированного на квадратное окно неподвижной полевой диафрагмы, а электронная система обработки информации снабжена устройствами для формирования нормированных по длительности «вырезок» из середин импульсов, вырабатываемых фотоэлектрическим преобразователем при облучении его световыми импульсами от измеряемого объекта и излучающего элемента оптической обратной связи, и подачи их на входы соответствующих запоминающих устройств.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. ордов А. И. Основы пирометрии. М., «Металлургия», 19б4, с. 352 вЂ” 353.

2. Авторское свидетельство СССР

Мо 1855513, кл. G 01 3 5 28, 1966, (прототип) .

744249

Составитель A. Кружилина

Редактор И. Нанкина Техред К. Шуфрич Корректор В Синицкая

Заказ 3782!8 Тираж 7ГЗ Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент» r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Похожие патенты:

Фотопирометрический датчик // 616535

Устройство для измерения температуры // 575502

Пирометр фотоэлектрический // 566148

Устройство для преобразования теплового поля // 466394

Цифровой пирометр // 463005

Цифровой пирометр // 463004

Датчик температуры // 449255

Устройство для измерения температуры // 446772

Патент 400818 // 400818

Патент 400817 // 400817

Цифровой энергетический пирометр // 2125251

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для измерения температуры нагретых изделий, и может быть использовано при производстве проката, поковок и изделий строительной промышленности

Тепловизор // 2369847

Изобретение относится к оптико-механическому приборостроению

Способ анализа и синтеза изображений и устройство для его осуществления // 2051398

Изобретение относится к оптико-электронной технике и позволяет повысить информативность и экономичность операций анализа и синтеза изображений

Цифровой пирометр спектрального отношения // 2077706

Способ определения температуры ударно-сжатого газа при сварке взрывом // 2009454

Изобретение относится к методам определения температуры высокотемпературных газовых потоков и может быть использовано при исследовании процессов, происходящих при сварке взрывом

Способ измерения пространственного распределения температуры газа // 2466362

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения характеристик газовых потоков

Устройство охлаждения фотоумножителя // 800682

Устройство для инфракрасного конт-роля микросхем // 808870

Устройство регистрации плотности мощности импульсного излучения // 928175

Способ дистанционного измерения плотности мощности импульсного лазерного излучения // 1457553

Изобретение относится к области техни; ческой физики и может быть использовано для измерения параметров мощного лазерного излучения