Устройство для бесконтактного измерения температуры Советский патент 1993 года по МПК G01J5/60 

Изобретение относится к оптической пирометрии, а именно к тепловизионной пирометрии, обеспечивающей контроль двумерного теплового распределения, и может использоваться в измерительной технике, метрологии, дистанционном зондировании.

Целью изобретения является повышение точности измерения температуры.

Техническая сущность и принцип действия предложенного устройства поясняются фиг.1 и 2.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Она содержит: оптическую систему 1, устройство смешения оптических пучков 2, приемник излучения 3, резонансный усилитель 4, оптический гетеродин 10, первый амплитудный детектор 5, дифференциатор 7, второй амплитудный детектор 8, блок деления 6, оптический модулятор 9.

Устройство работает следующим образом.

Излучение объекта, температура которого измеряется, оптической системой 1 направляется через устройство смешения оптических пучков 2 на приемник излучения 3. Одновременно на устройство смешения 1 поступает излучение гетеродина 10. В результате оптического смешения входного сигнала и излучения гетеродина на выходе приемника излучения 3 формируется электрический сигнал с постоянной и переменной составляющими. Переменная составляющая усиливается резонансным усилителем 4 и поступает на входы первого амплитудного детектора 5 и дифференциатора 7. С выхода последнего сигнала поступает на вход второго амплитудного детектора 8. При изменении частоты излучения гетеродина модулятором 9 в исследуемом диапазоне, на выходе первого амплитудного детектора формируется сигнал, пропорциональный максимуму излучения объекта, а на выходе второго амплитудного детектора - максимум производной входного сигнала. Указанные,

(Л

С

00

о со VI

4 VI

ного сканирования, во всем исследуемом спектральном диапазоне. Поскольку гетеродинный прием позволяет регистрировать более слабые сигналы, чем при прямом усилении, а вместо механического сканирования приемника по спектру, формируемому дифракционной решеткой, применено электронное сканирование по электрическим частотам, точность измерения температуры на основе метода, используемого в прототипе и заявляемом устройстве возрастает.

Формула изобретения

Устройство для бесконтактного измерения температуры, содержащее расположен- ные на оптической оси устройства оптическую систему и приемник излучения,

G--U20

0

5

дифференциатор, .первый и второй амплитудные детекторы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в устройство введены оптический гетеродин, перестраиваемый оптический модулятор, устройство смешения оптических пучков, расположенное между оптической системой и приемником излучения, резонансный усилитель, блок деления, при этом оптический модулятор размещен в оптическом пучке гетеродина,направленном на устройство смешения, вход резонансного усилителя соединен С выходом приемника излучения, а его выход - с входами дифференциатора и первого амплитудного детектора, входы блока деления - с выходами первого и второго амплитудного детекторов, причем вход последнего соединен с выходом дифференциатора.

Использование: телевизионная пирометрия. Сущность изобретения; в состав устройства включены оптический гетеродин и перестраиваемый оптический модулятор. При изменении частоты модуляции происходит сканирование электронным способом по спектру входного излучения. Амплитудными детекторами выделяются максимальные величины входного сигнала и его производной по длинам волн. Отношение этих максимальных значений прямо пропорционально температуре объекта, излучение от которого воспринимается устройством. 2 ил.

ff-FH Г Ff+FM f

. 5