Способ многоканальной регистрации сигналов и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК G01D9/00 

Изобретение относится к приборостроительной технике и может быть использова- но в многоканальных регистраторах температуры объектов, например, изделий электронной техники по их собственному электромагнитному излучению,

Цель изобретения - повышение точности регистрации сигналов.

Устройство для осуществления способа многоканальной регистрации сигналов показано на чертеже, где 1 - эталонный объект, 2 - объект, 3 - модель абсолютно черного тела (АЧТ), 4 - второе поворотное плоское зеркало, 5 - первый зеркальный модулятор, 6 - второй зеркальный модулятор, 7 - первое поворотное плоское зеркало, 8 - регистратор.

Изобретение осуществляется следующим образом. В предметной плоскости регистратора, например, телевизионной системы АТП-44 И устанавливают объект и симметрично относительно последнего эталонный объект и модель АЧТ. Причем эталонный объект имеет оптико-физические характеристики, тождественные оптико-физическим характеристикам объекта, а модель абсолютно черного тела содержит измеритель температуры. После размещения первого и второго зеркальных модуляторов и первого и второго поворотных зеркал, устанавливают рабочий режим объекта и измеряют сигнал разности полных потоков излучения объекта и эталонного объекта. Затем охлаждают эталонный объект до постоянства разности полных пото00

о ел о ю

5

ков излучения объекта и эталонного объекта, после чего измеряют сигнал. Этот сигнал будет определяться лишь собственным излучением объекта, то есть отраженное (фоновое) излучение в полном потоке излучения объекта будет исключено. После измерения температуры модели АЧТ и его собственного потока излучения по соответствующему выражению определяет искомую величину, в качестве которой при регистрации теплового излучения является температура объекта. Получим выражение для ее вычисление.

Полные потоки элетктромагнитного излучения объекта и эталонного объекта состоят каждый из собственного и отраженного (фонового) излучений. Благодаря тождественности оптико-Физических.характеристик объекта и эталонного объекта при равенстве температур последних равны и их полные потоки излучения. Понижение температуры эталонного объекта приводит к уменьшению в его полном потоке излучения собственного потока излучения, и, наконец, наступает тепловой режим, когда собствен- ное излучение эталонного объекта практически не влияет на величину полного излучения эталонного объекта. При этом полный поток излучения эталонного объекта определяется лишь отраженным им пото- ком излучения фона. Поэтому разность полных потоков излучения объекта и эталонного объекта будет определять поток собственного излучения объекта, а соответствующий ему электрический сигнал A U равен

Ди К/е

ТдЗА

((ехр(С2/АТ)-1)

(U, (1)

где К- показатель преобразования оптического излучения в электрический сигнал;

Јг нормальный коэффициент теплового излучения объекта;

гд- пропускание среды и регистратора; Зд- вольт-ваттная чувствительность регистратора;

Т - температура объекта;

Я- длина волны,

ЛЯ - спектральный диапазон работы регистратора;

С2- 1,4388. м. К. Индекс Я указывает на спектральную зависимость соответствующей величины.

Электрический сигнал Do потока собст- венного излучения абсолютно черного тела, нормальный коэффициент теплового излучения Јojk, которого известен и незначительно отличается от единицы, а температура То измерена,равен

ТА- Зд

с;л). Я5(ехР(С2/ЯТ0)-1)

CU. (2)

После деления выражения (1) на (2) получим

ди,

(ЬА

А

Я5(ехр(С2/ЯТ)-1 TXSAd Я

(ехР(С2/ЯТо)-1)

Полученное уравнение (3) позволяет численным методом определить искомую величину (как правило, температуру объекта).

Формула изобретения

1. Способ многоканальной регистрации Сигналов, заключающийся в совмещении двухкоординатного сканирования и дискретного измерения собственного потока излучения объекта и абсолютно черного тела, расположенных в секторе обзора регистратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно пла- нарно с объектом и абсолютно черным телом устанавливают эталонный объект, оптико-физические характеристики которого тождественны оптико-физическим характеристикам объекта, причем объект, эталонный объект и абсолютно черное тело оптически связывают с регистратором, измеряют разность между полным потоком излучения объекта и полным потоком излучения эталонного объекта, а также полный поток излучения абсолютно черного тела, охлаждают эталонный объект до постоянства разности между полным потоком излучения объекта и полным потоком излучения эталонного объекта, после регистрируют отношение сигналов разности полных потоков излучения объекта и эталонного объекта к собственному потоку излучения абсолютно черного тела.

2. Устройство для многоканальной регистрации сигналов, содержащее блок управления связанный с входом двухкоординатного дефлектора, который оптически связан с абсолютно черным телом, объектом и регистратором, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены первый и второй зеркальные модуляторы излучения, первое и второе зеркало, эталонный объект, оптико-физические характеристики которого тождественны оптико-физическим характеристикам объекта, причем объект, эталонный объект и абсолютно черное тело расположены планарно, а эталонный объект и абсолютно черное тело установлены симметрично относительно объекта, первое и второе поворотные зеркала установлены на равных расстояниях от эталонного объекта и абсолютно черного тела, а первый зеркальный модулятор установлен по биссектрисе угла, образованного

излучением эталонного объекта и объекта, второй зеркальный модулятор установлен по биссектрисе угла, образованного излучением объекта и абсолютно черного тела, а регистратор расположен по нормали и объекту.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к способу много- канальной регистрации сигналов и устройству для его осуществления, и может быть использовано в машиностроительной, приборостроительной и других отраслях народного хозяйства. С целью уменьшения погрешности регистрации планарно с объектом и абсолютно черным телом устанавливают эталонный объект, оптико-физические свойства которого тождественны оптико-физическим свойствам объекта, измеряют разность полных потоков излучения объекта и эталонного объекта при охлаждении последнего и собственное излучение абсолютно черного тела с известной температурой, после чего по соответствующему выражению определяют температуру объекта. Устройство, реализующее способ, содержит оптически связанные с регистратором с использованием зеркальных модуляторов объект, эталонный объект и абсолютно черное тело. 1 ил.