ПИРОМЕТР ЦВЕТОВОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ Советский патент 1973 года по МПК G01J5/60 

1

Изобретение относится к области пирометрии и может быть использовано при измерении цветовых температур методом спектрального отношения потоков спектрального излучения.

В известном цветовом пирометре с амплитудно-временным преобразованием, цветовая температура определяется логарифмом отношения потоков излучения и вычисляется по разности длительностей экспоненциальных импульсов, ограниченных по амплитуде.

Такой пирометр имеет недостаточно большой динамический рабочий диапазон. Это затрудняет измерение в широком температурном интервале, так как амплитуды импульсов, пропорциональные спектральным лучистостям, растут с температурой чрезвычайно быстро по закону Вина-Планка.

Цель изобретения - расширение температурного дианазона, повышение точности измерений.

Это достигается использованием в амплитудно-временном преобразователе-логометре цветового пирометра амплитудного ограничения экспоненциальных импульсов тока с помошью усилителя-ограничителя со следяшнм порогом ограничения, на выходе которого прямоугольные импульсы имеют длительности, определяемые логарифмами соответствуюших спектральных яркостей.

Длительности прямоугольных импульсов на выходе логарифмического преобразователя определяются только отношением амплитуд экспоненциальных импульсов на его входе и в широких пределах не зависят от их абсолютной величины.

На фиг. 1 показана блок-схема предложенного пирометра; на фиг. 2 - схема логарифмического преобразователя.

На выходе фотоэлектрического приемника 1 излучения в обшем случае формируются трапецеидальные импульсы с амплитудами, пропорциональными обеим спектральным лучистостям («красной и «синей). Далее эти импульсы дифференцируются с помошью дифференцируюшей цепи 2 и после усиления в блоке 3 подаются на измерительную часть схемы, состояшую из импульсного логарифмического преобразователя 4, синхропереключателя 5, интегрируюших цепей 5 и 7 и измерительного прибора 8.

Логарифмический преобразователь работает следуюшим образом. Нод действием отрицательных импульсов

переключается транзистор, конденсатор С, заряжается током базы через сопротивление RiВ течение той части времени, когда переход база-эмиттер заперт, конденсатор С, разряжается через сопротивление Rz- Вследствие того, что сопротивление цепи заряда R и разряда RZ не одинаковы, конденсатор С, оказывается заряженным до некоторого постоянного напряжения Uo, Которое является дополнительным динамическим пороговым смещением.

При превышении током базы уровня, при котором происходит переключение усилителяограничителя, динамическое смещение Uo линейно связано с величиной входного сигнала. Это позволяет значительно расширить динамический диапазон, который с одной стороны огра.ничивается минимальным током, необходимым для переключения транзистора, а с другой - величиной допустимого обратного напряжения f/gg или величиной прямого тока через переход база-эмиттер.

В коллекторе транзистора усилителя ограничителя формируются импульсы, длительности которых определяются выражениями (1), (2).

(1)

f/0

,.

е t/ /C|i-&i - амплитуда первого импульса на входе усилителя-ограничителя;

и К Ь i2 - амплитуда второго импульса на входе усилителя-ограничителя;К - коэффициент усиления усилительного тракта;

|i и 2 - коэффициенты, определяющие спектральную характеристику фотоэлемента в диапазоне используемых светофильтров;

и 2 - интенсивности излучения измеряемого объекта, соответственно для длин волн в «красной и «синей частях спектра;

LO - уровень динамического смещения на базе усилителя-ограничителя;

5f- - - постоянная времени

АО

цепи формирования экспоненты.

Прямоугольные импульсы, соответствующие двум спектральным лучистостям («красной и 0 «синей), через синхропереключатель, работа ющий синхронно с вращающимся модулятором в противофазе, поступают на интегрирующие фильтры, с которых постоянная составляющая, определяемая выражением:

Л

Ui „

MI

-.--. lnJ:lJ- : - ln

I L

f/2«Г е,6.

аТ

const Тцв

20 измеряется измерительным прибором,

где /то-амплитуда импульса формируемого в коллекторе усилителя-ограничителя;

п-длительность первого импульса; - длительность второго импульса;

Т - период следования импульсов; T- -обратное значение цветовой температуры.

предмет изобретения

Пирометр цветовой температуры по авт. св. № 151068, отличающийся тем, что, с целью

расширения диапазона измерений температур и повыщения точности, логарифмический преобразователь выполнен в виде транзисторного усилителя-ограничителя со следящим порогом ограничения, при этом в цепь базы транзистора включен зарядно-разрядный конденсатор и зарядный резистор, а между точкой подключения зарядно-разрядного конденсатора к зарядному резистору и общей точкой устройства включен разрядный резистор.

Г