СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ИЗОТЕРМИЧЕСКИХЛИНИЙ, Советский патент 1969 года по МПК G01N25/00 G01J5/00 

Изобретение относится к технике измерения температур и тепловых потоков методами радиационной пирометрии и может найти применение в исследовательской практике и в различных отраслях промышленности, связапных с нагревом и охлаждепием различных изделий. Например, в стекольной промышленности в процессах лроизводства и термообработки листового стекла важно знать распределение изотерм по плоскости ленты вырабатываемого стекла.

Известные способы определения изотермических линий, вектора теплового потока и градиента температурного поля неизотермических объектов заключаются в условной разбивке объекта на сеть точек и в измерении температуры контактным или бесконтактным методом в каждой из точек. Затем, соединяя точки с одинаковой температурой, находят линии Изотерм, вектор теплового потока определяют как нормаль к линиям изотерм, а величину градиента температурного поля - как отношение перепада температур на данном участке к его длине.

Недостатками известных способов являются: длительность и большой объем процесса измерения и расчета, так как необходимо измерить множество точек, а также трудность автоматизации процесса измерения и вычисления. Во многих случаях совсем невозможно определить указанные параметры, например изотермы по ленте вырабатываемого стекла в машинах вертикального вытягивания, так как вырабатываемая лента стекла стенками шахты и измерения можно производить только через узкие горизонтальные щели, расположенные через большие интервалы по высоте.

Предлагаемый способ отличается от известных тем, что пирометр устанавливают так, чтобы плоскость его лриемника была параллельна объекту, поворачивают его вокруг своей оси, перпендикулярной плоскости объекта, и измеряют минимальное и максимальное значения лучистого теплового потока от объекта, при этом направление продольной оси прямоугольной ш,ели при минимальном значении потока соответствует направлению изотермической линии на объекте, проходяш;ей через центр оси врапдения прибора, при максимальном значении потока- вектору теплового потока на объекте, и но максимальному и минимальному значениям лучистого теплового потока вычисляют градиент температурного поля объекта в данной точке.

Предлагаемый способ позволяет упростить и создать легко автоматизированный процесс определения направления изотермических линий. На фиг. 1 показан вид со стороны прибора части неизотермического объекта с условно заштрихованной площадкой на объекте, тепловой лучистый поток которой воспринимается прибором; на фиг. 2 объект и прибор в профильном разрезе. Приемник излучения и фокусирующее устройство в пирометре выполнены в виде совпадающих по расположению щелей прямоугольников. В этом случае, если пирометр установить таким образом, чтобы плоскость его приемника была параллельна объекту /, т. е. продольная ось А-А была перпендикулярной к плоскости объекта, то прибор 2 будет воспринимать лучистый поток, излучаемый узкой пря- 15 моугольной площадкой объекта, находящейся в угле зрения прибора. При этом, если объект неизотермичеп, каждый участок прямоугольной площадки объекта будет иметь различную температуру и излучать с различной интенсив- 20 ностью. При изменении положения прибора поворотом его вокруг оси А-А прямоугольная площадка на объекте измерения, соответствующая полю зрения прибора, будет изменять свое положение, поворачиваясь вокруг 25 точки Б. Различному положению прибора будет соответствовать и различный воспринимаемый лучистый поток. В этом случае, когда продольная ось прямоугольной площадки будет параллельной (или касательной) изотер- 30 мической линии объекта, воспринимаемый прибором лучистый поток будет минимальным. Когда ось площадки будет параллельна вектору теплового потока внутри объекта (вектор теплового потока объекта, перпендикулярный 35 его изотермам), то воспринимаемый прибором лучистый поток будет максимальным. Таким 5 образом, изменяя положение прибора и измеряя лучистый поток, находим положение прибора, соответствующее минимальному лучистому потоку, а следовательно, и изотерме объакта. По максимальному и минимальному значениям лучистого потока можно вычислить и градиент температурного поля объекта в данной точке. Предмет изобретения Способ определения направления изотермических линий, вектора теплового потока и градиента температурного поля неизотермических объектов путем измерения теплового лучистого потока радиационным пирометром с прямоугольной щелью от узкой прямоугольной площадки на нензотермическом объекте измерения, отличающийся тем, что, с целью унрощения н создания легко автоматизируемого процесса определения направления изотермических линий, пирометр устанавливают так, чтобы плоскость его приемника была параллельна объекту, поворачивают его вокруг своей оси. перпендикулярной плоскости объекта, и измеряют минимальное и максимальное значения лучистого теплового потока от объекта, при этом направление продольной оси прямоугольной щели при минимальном значении потока соответствует направлению изотермической линии на объекте, проходящей через центр оси вращения прибора, при максимальном значении потока - вектору теплового потока на объекте, и по максимальному и минимальному значениям лучистого теплового потока вычисляют градиент температурного поля объекта в данной точке.