Устройство для дистанционного измерения температуры Советский патент 1983 года по МПК G01K11/12 G01N21/25 

; Изобретение относится к терм(5мет рин. По основному авт. св. № 945682 известно устройство для дистанционного измерения температуры, используемое для контроля температуры в труднодоступных участках силовых трансформаторов при длительных и непрерывных режимах работы. Это уст иойство содержит светодиод, подключенный к выходу управляемого ген ратора импульсов, дни фотоприемника соединенные соответственно с усили телями , подключенньгми к интегрирую щим операционным преобразователям, один из которых подключен к управляемому входу генератора, а другой к регистратору, отрезающий светофильтр, установленный перед фотопри емником канала управления светодиодом, а также термочувствительный элемент, соединенный световодалчи со светодиодом и фотоприемниками и выполненный в виде полупроводниковой пластины, размещенной на части основания поворотной призмы, на дру гой части овнования которой располо жена стеклянная пластина. Для улучшения точности измерения температуры устройство выполнено с двумя идентичными каналами - изме рительным и опорным, каждый из которых состоит из оптической части и электронно-измерительной ск&увл, причем электронно-измерительная схе ма снабжена блоком термостатировани Цель изобретения - повышение точ Ьюсти измерения в условиях длительной эксплуатации. Поставленная цель достигается тем, что. в устройство для дистанционного измерения температуры введен дополнительный отрезагадий свето фильтр, установленный с возможность перемещения между источником света и входным торцом световода, причем полоса пропускания отрезающего светофильтра включает в себя часть спектра источника света и зону прозрачности полупроводникового тер мочувствительного элемента. На чертеже представлена блок-схе ,ма устройства для дистанционного измерения температуры. Устройство содержит источник 1 света (светодиод7, подключенный к выходу управляемого генераторс1 2 им пульсов и соединенный световодом 3 с полупроводниковой 4 и стеклянной 5 пластинами, которые размещены на основании стеклянной поворотной призмы б и соединены световодами 7 и 8 соответственно с отрезающим светофильтром 9, установленным пере .фотоприемником 10 и с фотоприемником 11. Фотоприемники 10 и 11 подключены к усилителям 12 и 13, которые вместе с интегрирующими операционными преобразователями 14 и 15, блоком 16 термостатирования с датчиком 17 температуры образуют двухканальную электронно-измерительную схему. Усилители 12 и 13 выполнены по схеме с регулируемым коэффициентом усиления. Выход интегрирующего операционного преобразователя 15 подключен к входу регистратора 18. Для поверки устройства между источником 1 света и входным торцом световода 3 установлен с возможностью перемещения дополнительный отрезающий светофильтр 19, полоса пропускания котброго включает в себя часть спектра источника света и зону прозрачности полупроводникового термочувствительного элемента 4. Воздействия нестабильностей и помех на измерительный канал передачи информации, компенсируются в этом устройстве за счет измерения величины этих нестабильностей и помех в опорном канале, и регулировкой амплитуды длительности или частоты импульсов генератора, подключающих светодиод. При условии пропорционального изменения величины нестабильностей и помех в измерительном канале СКц ц,) и в опорном канале отношение постоянно и не вызывает ощутимых погрешностей измерения, так как отношение этих величин ,/к учитывается при градуировке прибора. Однако при проьалшленном производстве приборов и при длительных режимах их эксплуатации воздействия нестабильностей и помех на измерительный и опорный каналы (особенно на их оптические части) не всегда пропорциональны, так как поломки волокон световодов, про.вреждения соеди нений элементов датчика температуры, повреждения поворотной призмы нестабильности спектральных характеристик фотоприемников и пр. в двух каналах не идентичны, т.е. отношение величин нестабильностей и помех измерительного и опорного каналов является величиной непостоянной в болылинстве случаев - -г- -fcowstI -иопЭто приводит в большинстве случаев к соответствующей погрешности измерения температуры, превышающей требуемые пределы. Световоды 3, 7 и 8 размещены в чехле из фторопластовой пленки 20. Устройство работает следующим образом. Импульсы светового потока от светодиода 1 через световод 3 поступают к полупроводниковой 4 и стеклянной 5 пластинам и далее через поворотную призму 6, вновь пройдя полупроводниковую 4 и стеклянную 5 пластины, выходят по световодам 7 и 8. Импульсный световой поток, вышедший из световода 7, соединенного со стеклянной пластиной 5 через отрезающий светофильтр 9, поступает на фотоприемник 10, ас фотоприемника 10 электрические импульсы, усиленные усилителем 12, преобразуются в постоянное напряжение интегрирующим преобразователем 14, выход которого подключен к управляющему входу управляемого генератора 2 импульсов, образуя опорный сигнал.

Импульсный световой поток, вьаиедший из световода 8, соединенного с полупроводниковой пластиной 4, посту пает непосредственно на фотоприемник 11, а с фотоприемника 11 электрические импульсы, усиленные усилителем 13, преобразуются в постоянное напряжение интегрир ющим преобразователем 15, выход которого подклю;jeH к регистратору 18, образуя измерительный канал.

Так как светодиод 1 имеет спектр излучения, соответствунхций краю полосы поглощения полупроводникового термоэлемента 4 во всем диапазоне измеряемых температур, то в измерительном канале будет присутствовать информация об измеряемой температуре и погрешность изме рения, вызванная нестабильностью величины отнсниения коэффициентов передач измерительного и опорного каналов.

После первичной градуировки прибора на регистраторе 18 фиксируют сигнал, величина которого соответствует отношению коэффициентов переда0чи измерительного и опорного каналов. Для этого дополнительный отрезающий светофильтр 19 вводится в апертуру световода 3.

Величина сигнала, соответствующая отношению коэффициентов передач

5 измерительного и опорного каналов, периодически (1 раз, например, в квартсш) поверяется, а отклонение ее от зафиксированного значения может быть устранено, например, путем . регулировки коэффициента усиления усилителя 13.

Предлагаемое устройство позволяет значительно улучшить метрологичес кие характеристики устройства для

5 дистанционного измерения температуры за счет обеспечения высокой точности измерения при промышленной эксплуатации приборов на силовых трансформаторах.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ по авт. св. 945682, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерения в условиях длительной эксплуатации, в него введен дополнительный отрезающий светофильтр, установленный с возможностью перемещения между источником света и входным торцом световода, причем полоса пропускания отрезающего светофильтра включает в себя часть спектра источника света и зону прозрачности полупроводникового термочувствительного элемента . СлЭ о Oi о: