ЦВЕТОВОЙ КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ПИРОМЕТР Советский патент 1970 года по МПК G01J5/08 

Изобретение относится к области измерения температуры тел по их тепловому излучению, в частности к цветовым пирометрам.

Известны цветовые компенсационные пирометры, содержащие расположенные в одной плоскости два фотоприемника и компенсационный источник излучения, установленный на оптической оси пирометра.

Однако в оптической части известного пирометра наблюдается разделение световых потоков объекта измерения и компенсационной лампы накаливания на два канала. При измерении температур таким пирометром от неравномерности температурного поля объекта измерения, от изменения его формы и размеров, от изменения угла излучения объекта в показания пирометра могут вноситься значительные погрешности, ибо между частями разделенного светового потока нарушается пропорциональность, которая для правильной работы должна оставаться строго постоянной, так как само измерение температур основано на соотношении потоков излучения.

При разделении светового потока от компенсационной лампы также трудно сохранить пропорциональность между разделенными половинами, потому что практически трудно выполнить неселективный оптический клин с одинаковой плотностью по ширине, а если оптический клин выполнен в виде переменной

щели, то его трудно расположить так, чтобы

щель но всей длине была строго симметрична

оси светового потока компенсационной лампы.

С целью устранения двухканальности для

повышения точности измерения, повышения чувствительности и упрощения конструкции предлагаемый пирометр снабжен оптическим коммутатором в виде двустороннего зеркальца, плоскость которого проходит через осьдвигателя, перпендикулярную плоскости фотоприемников и компенсационного источника, а центр зеркальца расположен в точке пересечения оси двигателя, оптической оси пирометра и оси фотоприемников.

На чертел е изображено предлагаемое устройство.

В него входят объект / измерения; линза 2, фокусирующая изображение объекта 1 на диафрагму 3 с отверстием, через которое проходит световой поток с той части объекта измерения, где определяется температура; конденсаторы 4 и 5; зеркальный коммутатор 6, вращаемый двигателем 7; светофильтры 8 и 9 перед фотоприемниками 10 и 11, которые выделяют спектральные области с длинами волн А и , усилители-преобразователи 12 и 13 сигналов с фотоприемников; компенсационная лампа накаливания 14, необходимая для отрицательной обратной связи по световому потощения неселективного оптического клина 16; регистрирующий прибор 17, указывающий температуру по соответствующим значениям тока через компенсационную лампу.

Зеркальный коммутатор, 6, насаженный на вал двигателя 7, представляет собой двустороннее зеркальце, заключенное для прочности в рамку. Рамка с зеркальцем кренится на валу двигателя посредством втулки, приделанной к рамке, или составляющей с ней одпо целое. Ось двигателя проходит в плоскости зеркальца через его середину п перпендикулярна оси между фотоприемниками и оптической оси пирометра, а цептр зеркальца находится в точке пересечения этих трех осей. При вращении двигателя зеркальце вращается вокруг его оси.

Зеркальный коммутатор с двигателем заменяет в известном устройстве четыре светоделительпых зеркальца и два двигателя с обтюраторами. По сравнению с эт-им зеркальный коммутатор имеет малые размеры и позволяет компактно расположить фотоприемники и компенсационную лампу. На фотонриемники приходит полный световой поток как от объекта измерения, так и от компенсационной лампы, что увеличивает сигналы с фотоприемников и позволяет измерять более низкпе температуры небольщих тел, т. е. возрастает чувствительность пирометра.

Работает устройство с зеркальным коммутатором следующим образом. Световой ноток от объекта / измерения проходит через линзу 2 и диафрагму 5, за которой конденсор 4 собирает расходящийся поток в узкий луч. Этот луч далее проходит к зеркальному код{-, мутатору, плоскость которого в данный момент повернута под углом 45° к оси светового потока объекта измерения и компенсационной лампы, как показано па чертеже. Световой поток объекта измерения отражается от одной поверхности зеркальца и через светофильтр 9 поступает на фотоприемник 11, а световой поток компенсационной лампы в этот момепт, пройдя конденсор 5 и оптический клин 16, отражается от другой поверхности зеркальца и через светофильтр 8 приходит в фотоприемпик 10. После поворота зеркальца двигателем на 90° световой поток объекта измерения поступает теперь па фотоприемник 10, а компенсационной лампы - на фотоприемник //. Таким образом, на фотоприемпики 10 и 11 поочередно поступают световые потоки от объекНа

та измерения и компенсационной лампы.

нагрузках фотоприемников выделяются электрические сигналы, соответствующие по длительности световым сигналам. Эти сигналы являются .импульсами небольшой длительности. Длительность импульсов зависит от щирипы кадровых окон перед фотоприемпиками и от расстояния от зеркальца до фотоприемников. Чем мепьще это расстояние, тем длительность импульсов больще.

Сигналы с фотоприемников приходят в усилители-преобразователи 12 и 13. Полученные сигпалы рассогласования поступают далее для управления током через компенсационнную лампу и для перемещения оптического клипа 16 посредством исполнительного мехапизма 15.

В первых каскадах усплителей-преобразова-телей быть предусмотрепо автоматическое регулировапие усиления, ибо сигналы

с фотоприемников изменяют свою величину в значительных пределах. Полные же световые потоки освещают фотоприемники прерывисто, и поэтому процесс снижения чувствительности фотоприемников происходит медленно. Это

еще одно полол ительное свойство такой световой коммутации.

Предмет изобретения

Цветовой компенсационный пирометр, содержащий расположенные в одной плоскости два фотоприемника и компенсационный источник излучения, установленный на оптической

оси пирометра, отличающийся тем, что, с целью повыщения чувствительности прибора, упрощения конструкции, он снаблсен оптическим коммутатором в виде двустороннего зеркальца, плоскость которого проходит через ось

двигателя, перпендикулярную плоскости фотоприемников и компенсационного источника, а центр зеркальца располол :ен в точке пересечеиия оси двигателя, оптической оси пирометра и оси фотоприемников.