ОПТИЧЕСКИЙ ВИЗУАЛЬНЫЙ ПИРОМЕТР, РАБОТАЮЩИЙ ПО МЕТОДУ ЗОНАЛЬНОГО (СИНЕ-КРАСНОГО) ОТНОШЕНИЯ Советский патент 1953 года по МПК G01J5/60 

В основном авт. св. №55713 описан люминесцентный клиновой пирометр с экраном, расположенным в фокальной плоскости окуляра и состоящим из двух половин, одна из которых представляет собой матированное стекло, а другая - флюоресцирующее вещество. При помещении перед окуляром зеленого светофильтра, а между экраном и клином второго светофильтра, пропускающего только фиолетовые и ультрафиолетовые лучи, производится сравнение яркости флюоресценции, вызываемой ультрафиолетовыми или фиолетовыми лучами, с яркостью зеленых лучей, излучаемых накаленным телом.

Недостатком этого пирометра является то, что в основу его положено сравнение создаваемых излучающим телом зональных спектральных освещенностей, что не дает возможности непосредственно визировать в пирометре раскаленный объект и выделить на его поверхности достаточно малый пирометрируемый участок.

В основу описываемого пирометра в отличие от пирометра по авт. св. №55713 положено сравнение спектральных яркостей раскаленного объекта, осуществляемое путем непосредственного визирования в окуляре изображения этого объекта и расположенного на его поверхности пирометрируемаго участка.

Особенностью предлагаемого пирометра является то, что флюоресцирующее вещество, нанесенное на помещенном в плоскости изображения матированном стекле, расположено на оптической оси пирометра. На этой оси расположен также коротковолновый (например, синий) светофильтр, перекрывающий часть постоянной диафрагмы объектива, остальная часть которой, перекрыта окружающим коротковолновый фильтр длинноволновым (например, красным) светофильтром с регулируемым ослабителем света, связанным со шкалой пирометра.

На фиг. 1 и 2 изображены оптические схемы двух вариантов выполнения предлагаемого пирометра.

Пирометр, показанный на фиг. 1, представляет собой телескопическую систему, в задней фокальной плоскости объектива 1 которой помещено матированное стекло 2. Небольшой участок в центре стекла (в виде кружка, квадратика и т.п.) покрыт полупрозрачным слоем флюоресцирующего вещества 3 и тонким (например, пленочным) коротковолновым (например, синим) светофильтром 4. Часть отверстия неподвижной постоянной диафрагмы 5, ограничивающей апертурный угол объектива, перекрыта длинноволновым (например, красным) светофильтром 6, остальная же часть этого отверстия перекрыта коротковолновым (например, синим) светофильтром 7 с той же спектральной областью пропускания, как и светофильтр 4. В часть отверстия, перекрытую длинноволновым фильтром 6, введен регулируемый ослабитель света 8 того или иного типа, положением которого определяется отсчет по шкале пирометра. Например, красный светофильтр 6 может иметь форму плоского кольца, расположенного по окружности диафрагмы 5, а ослабителем 8 света может служить ирисовая диафрагма.

Наблюдатель видит в окуляре 9 сквозь длинноволновый (красный) светофильтр 10 изображение пирометрируемого объекта на матированном стекле 2. При этом, яркость центрального (люминесцентного) участка этого изображения определяется энергией излучения в коротковолновой (синей) части спектра, а яркость остального изображения - энергией излучения в длинноволновой (красной) части спектра.

Светофильтры выбираются так, чтобы кривые спектрального пропускания длинноволновых и коротковолновых световых фильтров не перекрывались.

Ослабителем света 8 регулируется яркость окружающего (длинноволнового) изображения на матированном стекле 2 при неизменной яркости центрального (люминесцентного) участка, возбуждаемого коротковолновым фильтрованным светом. Отсчет по шкале берется по достижении фотометрического равенства центрального пятнышка с остальным изображением.

Для расширения шкалы пирометра в сторону более высоких температур, в конструкции может быть предусмотрен вводимый на пути света, до изображения, светофильтр с большим пропусканием в длинноволновой части спектра, чем в коротковолновой (например, желтое стекло). Для расширения же шкалы в сторону более низких температур, может вводиться светофильтр с большим пропусканием в коротковолновой части спектра, чем в длинноволновой (например, голубое стекло).

На фиг. 2 представлена принципиальная оптическая схема варианта описанного пирометра, отличающегося тем, что в плоскости апертурной диафрагмы 5 объектива отсутствуют длинноволновый (красный) светофильтр и регулируемый ослабитель света. Коротковолновый же (синий) светофильтр 7 выполнен подвижным так, что вводится в плоскость диафрагмы 5, перекрывая большую или меньшую часть ее площади, причем положение светофильтра 7 будет связано с отсчетом по шкале пирометра.

По мере введения светофильтра 7 происходит диафрагмирование объектива для длинноволновых (например, красных) лучей и соответствующее ослабление яркости окружающего поля сравнения в окуляре 9 при значительно меньшем ослаблении коротковолновых (например, синих) лучей и зависящей от них яркости центрального поля сравнения (флюоресцирующего вещества 3).

Изменяя профиль контура подвижного светофильтра 7, можно получить любую зависимость для построения шкалы пирометра.

1. Оптический визуальный пирометр, работающий по методу зонального (сине-красного) отношения, с применением введенного в один из его световых трактов флюоресцирующего вещества, по авт. св. №55713, отличающийся тем, что, с целью сравнения зональных спектральных яркостей раскаленного объекта путем непосредственного визирования в окуляре изображения этого объекта и расположенного на его поверхности пирометрируемого участка, флюоресцирующее вещество, нанесенное «а помещенном в плоскости изображения матированном стекле, расположено на оптической оси пирометра, на которой расположен также коротковолновый (например, синий) светофильтр, перекрывающий часть постоянной диафрагмы объектива, остальная часть которой перекрыта окружающим коротковолновый фильтр длинноволновым (например, красным) светофильтром с регулируемым ослабителем света, связанным со шкалой пирометра.

2. Видоизменение пирометра по п. 1, отличающееся тем, что в плоскости диафрагмы объектива отсутствуют длинноволновый (например, красный) светофильтр и регулируемый ослабитель света, коротковолновый же (например, синий) светофильтр выполнен подвижным и связан со шкалой пирометра.

3. В пирометре по пп. 1 и 2 применение, с целью расширения пределов измеряемых температур, введенного в световой тракт после объектива светофильтра с определенной разницей в светопропускании в длинноволновой и коротковолновой частях спектра.