ЯРКОСТНЫЙ ПИРОМЕТР Советский патент 1968 года по МПК G01J5/60 

Предлагаемый пирометр относится к пбпясти бесконтактного измерения температуры.

Известные яркостные пирометры на кремниевых фотодиодах обладают определенной погрешностью, вызванной влиянием температуры окружающей среды па величину фототока.

Известны также пирометры, в которых, с целью уменьшения температурной погрешности, установлены термисторные цепочки либо термостатируется фотодиод.

Предлагаемый пирометр обладает значительно меньшей погрешностью и отличается от известных тем, что в нем перед фотодиодом установлен светофильтр, ослабляющий энергию излучения в длинноволновом участке спектра.

Использование светофильтров позволяет сделать яркостный пирометр более простым и надежно работающим при условии изменения температуры окружающей среды в пределах до 80°С с погрещностью в три-четыре раза меньшей, чем у известных яркостных пирометров.

На рисунке представлена схема пирометра.

Световой поток от нагретого тела, попав в телескоп через защитное стекло /, делится с помощью светоделительной пластины 2, установленной под углом 45° к главной оптической оси, на две части. Световой поток, прошедший через светоделительную пластину, фокусируется линзой объектива 3 в плоскости диафрагмы 4 и после ограничения по спектру светофильтром 5 попадает па фотодиод 6. Диафрагма 7 служит для ограничения светового пучка.

В телескопе имеется визирное устройство, состоящее из плоского зеркала 8 и окуляра 9, с помощью которого изображение объекта на диафрагме 4 рассматривают в увеличенном виде и проверяют, чтобы это изобралсение перекрывало отверстие диафрагмы.

Через телескоп периодически можно наблюдать за объектом с помощью смотрового устройства, состоящего из зеркала W и окуляра // с установленным в нем защитным стеклом.

В цепь фотодиода включен резистор 12, с которого напряжение подается на электронный потенциометр 13. Подбором величины сопротивления резистора 12 обеспечивается взаимозаменяемость телескопов по выходному сигналу.

Новым в пирометре является применение перед фотодиодом светофильтра, например, типа ФС-7 или СЗС-14, ослабляющего энергию излучения в области длин волн болео

0,8 мкм. С применением указанного светофильтра погрешность пирометра, вызванная изменением температуры телескопа от 20 до 80°С, уменьшается в три-четыре раза. Вместе с тем, при использовании фотодиодов различпределах от 20 до 80°С интервал величин эффективных длин волн сужается в два-три раза. Это дает возможность проводить градуировку пирометров по псевдоизлучателю, экстраполяцию градуировочной характеристики, расчет поправок на нечерноту излучения и т. д. Таким образом, введение светофильтра, ослабляющего энергию излучения в области длин волн более 0,8 мкм, позволило повысить метрологические качества пирометра и точность измерений температуры, упростить конструкцию (за счет исключения термисторной цепочки), упростить технологию изготовления, исключив операции отбраковки фотодиодов по эффективной длине волны и подбора сопротивлении термисторной цепочки, и снизить стоимость пирометра, как за счет использования всех фотодиодов (без отбора), так и за счет упрощения технологии изготовления.

Предмет изобретения

Яркостный пирометр, содержащий в качестве чувствительного элемента кремниевый фотодиод, работающий в режиме прямого преобразования светового потока в фототок, отличающийся тем, что, с целью компенсации температурной погрешности и упрощения конструкции, в нем перед фотодиодом установлен фильтр, ослабляющий преимущественно длиноволновый участок спектра.

2