Устройство для дистанционного измерения температуры

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >777484 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) 3 аявлено 29.01.79 (21) 2718216/18-10 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 04.12.80 (51) М.Кл.з С 01 К 11/12

Государственный крмитет по делам изобретений. и открытий (53) УД К 536.53 (088.8) (72) Авторы изобретения М. М. Чернякова, Ю. P. Войцехов и И. Н. Тимофеев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО

ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано для оперативного контроля температур в различных отраслях техники, например для оперативного контроля температурных режимов элементов и узлов радиоэлектронной аппаратуры при проведении испытаний, технологическом контроле и настройке.

Известно устройство для дистанционно го измерения температур, содержащее термодатчик, источник белого света, спектральный элемент (Ц.

Однако это устройство не обеспечивает высокой точности измерения температуры.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для дистанционного измерения температуры, содержащее канал наблюдения, эталонный канал, включающ ий источник белого света, спекпральный элемент и диафрагму, систему совмещения полей зрения обоих каналов и поворота лучей, термодатчик (2).

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения температуры, низкая надежность устройства, что связано с наличием отдельного, источника света, затрудняющего визирование устройства на термодатчик, с малым углом визирования устройства, различным характером структуры поля сравнения и изображения термодатчика, вызванного применением различных источников света для осветителя и эталона.:

Целью изобретения является повышение точности измерения температуры и надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен объектив,,расположенный между источником белого света и термодатчиком, система совмещения полей зрени я обоих каналов и поворота лучей выполнена в виде матового стеклянного экрана с прямоугольной призмой, располо15 женной,между спектральным элементом и экраном, п ричем спектральный элемент выполнен в:виде набора полосовых фильтров, установленных с возможностью перемещения.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 —, спектральный элемент устройства; на фиг. 3 — вид матового стеклянного экрана устройства при визировании его на термодатчик.

25 Устройство содержит корпус 1, ручку 2, курок 3, микропереключатель 4, линзу эталонного канала б, источник белого света б, объектив 7 с оправой 18 и диафрагмой 9 и стопором 10 оправы, спектральный элемент

ЗС ll, выполненный в виде барабана с набо777484 ром оптических фильтров 12, фиксатор бара бана (подцружиненный шар|ик с матрицами:в барабане) 18, тобус 14, матовый стеклянный экран 15, прямоугольную призму lб, диафрагму эталонного канала

17, изооптический термодатчик 18, который располагается на объекте, температуру «оторого контролируют, например, печатной плате,19 с полупроводниковыми элемента,ми 20.

Устройство выполнено в виде трубчатого корпуса 1 с ручкой 2, в которую встроен курок 8 с микропереключателем 4. В задней части корпуса расположены конденсорная линза эталонного канала 5 и источник белого света б, В передней части корпуса расположен объектив 7, положение которого вдоль оси фиксируетоя стопором 10. На верхней грани корпуса при помощи осевого винта закреплен спектральный элемент 11 с набором оптических фильтров 12 и фиксатором 18. На той же грани .корпуса 1 закреплен тобус 14, внутр и которого закреплен односторонний матовый стекляннь .й экран (матовой поверхностью к оператору), на котором в нижней его части расположена (приклеена) прямоугольная призма 1б, а на нижней поверхности тобуса вырезана спектральная диафрагма 17.

Пространственное расположение оптических фильтров 12 по отношению к фиксатору 18 и спектральной диафрагме эталонного канала таково, что позволяет вкл очать в эталонный канал,сразу Но два фильтра (со сдвигом на один при капкдом повороте (шаге) барабана).

Устройство работает следующим ооразом.

Включив прибор в сеть, нажимают курок 8, при этом включается лампа б. Свет от лампы б направляется по двум каналам, каналу освещения — наблюдения и каналу эталонного источника.

В канале, наблюдения луч света от лампы б при помощи объектива 7 образует параллельный пучок 21 белого света, который направляется на изооптичесиий термодатчик 18. Пройдя сквозь изооптический термодатчик, белый луч света диффр агирует HB изооптической смеси, отражается от задней зеркальной поверхности термодатчика. В за висимости от температуры объекта луч одного из цветов спектра проходит сквозь него беспрепятственно, а остальные цветные компоненты рассеиваются системой. Цветной луч 22, отраженный от датчика, попадает на матовый стеклянный экран 15. Перемещением устройства ц1ветной луч подводится к призме lá для определения его цвета.

В эталонном канале при помощи линзы

5, в фокусе которой находится источник света б, создается параллельный пучок света, просвечивающий одновременно два глетайильтп (оясположенные рядом по спектру) и проектируя на маТовый экран

15 два,цветных изображения 28 светоф ильтров при помощи прямоугольной призмы,lб. Переключая барабан, оператор находит пакую пару светофильтров, для которой цвет датчика .на экране находится либо в спектральном интервале между цветами изображений светофильтров, либо точно совпадает с одним из них. По номерам светофильтров однозначно определяется температура объекта.

Набор светофильтров для спектрального элемента, выбирается таким образом, чтобы, с одной стороны, учесть разрешающую чувствительность глаза по спектру и температурно-спектральную характеристику датчика, а с другой — избежать таких сопутствующих процессам сравнения близких по цвету изображений эффектов, как

20 мета меризмы цветов (различные по спектральному составу цвета воспринимаются глазом как одинаковые) и явление Максвелла (появление темного пятна на совмещенных полях, близких по цвету).

С целью исключения этих эффектов и сбеoHåHåíèÿ разрешающей способности по температуре размер изображения светофильтров эталонного канала и териодатчика на матовом стекле имеет, размеры бо30 лее двух угловых минут и расстояние между изображениями светофильтров равно одному диаметру изображения. К рая видимого диапазона (где разрешение глаза минимально) не используются, а рабочий

35 диапазон (420 — 650 нм) перекрывается набором из li5 светофильтров со средним интервалом между условными центрам и линий пропускания 15 нм (18 нм ia красной области и 12 — 11 в сине-фиолетовой).

4р Типичным набором, обеспечивающим точность измерения не хуже 0,3 — 0,4 С, является набор из .цветных паспортизованных филь-,ров КС-13 (толщиной 1 мм), КС;11 (1,5 мм), ОС-14 (1,5 мм), ОС-12

45 (1,5 мм), ТС-20 (1,5 мм), 5КЗС9 (1 .Чм), 5КЗС13 (1 мм), 3С-10 (1 лхм), СЗСЗ (1,5 мм), СЗС9 (1,5 мм), СС5 (1,5 чм), СЗС-20 (1,5 мм), СС15 (1 млс), С7 (1 мм).

Наличие в устройстве стеклянного ма50 тового экрана позволяет быстро находить цветной луч объекта и вьпводить его в район расположения призмы сравнения.

Встроенный источник света, примененный в устройстве, обеспечивает работу устройства в любом положении по отношению к объекту измерения.

Повышение точности измерения температуры обеспечивается также возможностью четко отделить на матовом стеклянном экране цветной луч от белого луча, отраженного от верхней стенки датчика (что затруднено в п рототипе) .

Работа с устройством проста и не пребует от оператора специальной подготовки и тренировки, что при,высокой точности

777484

Фор мула изобретения

/б

Ф.а !

/т

Фиг 2

Фиг Г

Составитель В. Куликов

Техред И. Заболотнова Корректор И. Осиповская

Редактор О. Филиппова

Заказ 1471/1444 Изд. № 539 Тираж 729 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» измерений на объектах обеспечивает значительное сокращение времени и увеличение достоверности измерений в процессах настройки, испытаний, контроля и тепловой дефектоскопии аппаратуры.

Устройство для дистанционного измерения температуры, содержащее канал наблюдения, эталонный .канал, включающий в себя источник белого света, спектральный элемент и диафрагму, систему совмещения полей зрения обоих каналов и поворота лучей, термодатчик, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры и надежности устройства,,в него введен объектив, расположенный между источником белого света и термодатчиком, система совмещения полей зрения обоих каналов и поворота лучей выполнена в виде матового стеклянного эк5,ðàíà с прямоугольной призмой, расположенной между спектральным элементом и экраном, причем спектральный элемент вы полнен в виде набора полосовых фильтров, установленных с возможностью переме10 щения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

15 № 445853, кл. G 01 J 3/00, О4.11,72.

2. Авторское свидетельство СССР № 445852, кл. G 01 J 3/00, 04.11.72 (прототип).