Пирометр Советский патент 1993 года по МПК G01J5/08 

Изобретение относится к технике измерения температуры бесконтактным способом и может быть использовано в пирометрах излучения, а также в устройствах преобразования потока излучения в электрический сигнал.

Цель изобретения - повышение чувствительности путем совмещения центра приемной площадки приемника излучения с оптической осью пирометра, а также предотвращение возможной дополнительной погрешности от установки приемника.

На фиг.1 изображена упрощенная схема пирометра. В состав пирометра входит корпус 1. оптическая система 2, полевая диафрагма 3, приемник излучения 4. Приемник излучения вставлен в механизм перемещения полевой диафрагмы, состоящей из корпуса 5. изогнутой под прямым

углом плоской пластины 6 и двух винтов 7 и 8. Пластина 6 имеет отверстие 3, что является собственно полевой диафрагмой пирометра и два пружинящих лепестка 17, 18. а также на изогнутой ее-части 11 - две взаимоперпендикулярные прорези 9 и 10. Одна из прорезей 9 параллельна линии изгиба пластины, вторая 10 - перпендикулярна линии изгиба. Прорези 9 и 10 входят в зацепление с проточками 12, на винтах 7 и 8.

В корпусе 5 механизма перемещения полевой диафрагмы имеется отверстие 16, в котором установлен приемник излучения 4 с приемной площадкой 13 и узкая прорезь 19, в которой расположена полевая диафрагма.

Корпус 1 пирометра совместно с корпусом 5 механизма перемещения полевой диафрагмы создают геометрическую ось 15. на

00 N) СП

to о

которую и устанавливается приемник излучения 4.

Вследствие неидеальности оптической оси 2, а также из-зя несовпадения центра (точка Oi) приемной площадки 13 с геометрической осью приемника 4 оптическую ось пирометра создает прямая 14, соединяющая оптический центр оптической системы (точку О) с центром приемной площадки. Таким образом, между геометрической осью 15 и оптической осью 14 образуется угол несовпадения. В тех случаях, когда центр полевой диафрагмы (точка 02) не находится на оптической оси 14. пирометр не обеспечивает требуемых параметров (показатель визирования, уровень сигнала, чувствительность и т.п.). Работоспособность пирометра без предоарительной юстировки также не гарантирована.

Для обеспечения работоспособности пирометра в корпусе 1 имеется отверстие 17, открывающее доступ к винтам 7 и 8, посредством которых добиваются совмещения диафрагмы с оптической осью пирометра. Механизм перемещения полевой диафрагмы работает следующим образом. При ввинчивании и вывинчивании винтов 7 и 8 соответствующим образом смещается .полевая диафрагма 3. При этом смещение полевой диафрагмы происходит в плоскости, перпендикулярной к оптической оси пирометра 14 и в направлении, совпадающем с направлением движения винтов 7 и 8 при их одновременном ввинчивании и вывинчивании. Если один из винтов остается неподвижным, а второй ввинчивают и вывинчивают, то движение полевой диафрагмы происходит по окружности радиусом равным расстоянию от полевой диафрагмы до кольцевой проточки неподвижного винта.

Таким образом, полевая диафрагма 3 может смещаться как по ходу движения винтов 7 и 8, так и по окружности. На фиг.2 стрелками указаны направления траектории движения центра полевой диафрагмы 02 в плоскости, перпендикулярной к оптической оси пирометра.

Процесс юстировки пирометра производится следующим образом. После установки (монтажа) всех компонентов пирометра, включая оптическую систему, механизм перемещения полевой диафрагмы, узел приемника излучения, приступают к установке самой полевой диафрагмы на оптическую ось пирометра, выводя ее центр 02 на прямую OOi. Для этого передвигают винты 7 и 8 до получения максимального выходного сигнала.

Пирометр работает следующим образом.

Излучение от объекта измерения при помощи оптической системы концентрируется на полевой приемной площадке 13 приемника излучения 4. Показатель визирования

пирометра определяется размерами полевой диафрагмы и расстоянием ее до оптической системы. Установка полевой диафрагмы на оптической оси лирометра гарантируется максимальным выходным сигналом пирометра. При изменении температуры измеряемого объекта изменяется плотность потока излучения, что приведет к изменению выходного сигнала пирометра, по номинальной статической характеристике которого определяют

5 искомую температуру.

Технико-экономический эффект предложенного технического решения обеспечивается:

-надежностью и качеством процесса 0 юстировки пирометра;

-получением максимально возможного выходного сигнала и чувствительности пирометра;

-отсутствием громоздкой операции юс- 5 тировки приемника излучения;

-некритичностью к качеству оптической системы в части ее монтажа на кронштейне (корпусе) пирометра;

-менее жесткими требованиями к изго- 0 товлению оптического кронштейна (корпуса) пирометра;

-уменьшенным количеством отбракованных приемников излучения из-за несоосности приемных площадок.

5 Таким образом, процесс юстировки пирометров сокращается в 2-3 раза по сравнению с ранее известными.

Формула изобретения Пирометр, содержащий корпус, в кото0 ром на одной оптической оси последовательно установлены оптическая система, полевая диафрагма и узел приемника излучения отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, путем дости5 жения совмещения центра приемной площадки приемника излучения с оптической осью пирометра, а также предотвращения возможной дополнительной погрешности от установки приемника, он дополнительно

0 снабжен механизмом перемещения полевой диафрагмы в перпендикулярной к оптической оси плоскости, состоящим из корпуса механизма с узкой прорезью для размещения в ней полевой диафрагмы и двух винтов с про5 точками, причем полевая диафрагма выполнена в виде пластины с отверстием, двумя пружинящими лепестками и изогнутой под прямым углом полочкой, на которой выполнены две взаимно перпендикулярные прорези одна из которых параллельна линии изгиба, входящие в зацепление с проточками винтов, ввинчивающихся в корпус механизма с установленным в нем приемником излучения

7

Фиг. i

11