Пирометр для измерения температурного поля поверхностей движущихся деталей Советский патент 1975 года по МПК G01J5/00 

1

Изобретение относится к фотоэлектри......

ческик пирометрам и может найти применение для контроля температурного поля поверхностей движущихся деталей, например деталей поршня дизельного двигателя или лопаток турбины газотурбинного двигателя.

Известен пирометр для измерения температурного поля поверхностей движущихся деталей, содержащий фотоэлектрический датчик температуры, селектор импульсов, измерительный прибор, устройство регулируемой задержки импульсов и импульсны.й датчик углового положения, вход которого кинематически связан с валом, перемещающим нагретое тело, а вы.ход подключен ко .входу блока регулируемой задержки импульсов .

Однако ввиду того, что вход углового датчика положения кинематически соединен с валом перемещения движущейся части возникает необходимость изменения конструкции ряда деталей двигателя, что усложняет устройство для измерения температуры.

Цель изобретения - упрощение устройства.

Достигается это тем, что формирование сигнала управления временным селектором производится-непосредственно от теплового излучения измеряемой детали. Для этого пирометр снабжен дополнительным фотоэлектрическим датчиком, выполненным, например, в виде последовательно включенных фотодиода и дифференцирующего уснли-теля, и интерференционным светофильтром, один выход которого оптически связан с входом основного фотоэлектрического датчика, а второй выход оптически связан с входом дополнительного фотоэлектрического датчика перепада теплового излучения, выход которого подключен к входу блока регулируемой задержки.

На чертеже дана блок-схема предлагай.мого пирометра.

Объектом измерения являются лопатки 1 работающего газотурбинного двигателя, размещенные на валу 2 турбины. Пирометр содержит светоделитель, например интерференционный светофильтр 3, фотоэлекгрический датчик 4 перепада теплового излучения, выход которого подключен к входу блока 5 регулируемой задержки им пульсов()отоэлектрический датчик 6 температуры, временной селектор 7 и измерительный прибор 8. Пирометр работает следующим образом Излучение от визируемого участка поверх ности лопатки 1 поступает через интерференционный светофильтр 3 на вход фотоэ юктpичecкoгo датчика6 температуры. Светофильтр пропускает с малы.ми потерями энергию излучения во всей спектральной области чувствительности датчика 6, а более длинноволновая часть излучения отражается светофильтром Я и поступает на вход фотоэлектрического датчика 4 перепада теплового излучения, состоящего, например, из приемника теплового излучения и дифференцирующего усилителя Поскольку рабочее колесо состоит из конечного числа лопаток, температура,котоРЫ.Х не одинакова по профилю (осо бенно в случае применения охлаждаемых лопаток), то по линии визирования датчика температуры при неремещении лопаток 1 возникают скачкообразные измерения тем пературы, а следовательно, и энергии излучения. При этом на выход датчика 4 поступают импульсы, несущие информацию об угловом положении одной из кромок ло патки 1. Эти импульсы управляют через блок 5 регулируемой задержки имиульсюв временным селектором 7, включеннь)м на выход датчика 6 температурь/. Импульсы на выходе селектора 7, ам литуда которых однозначнс связана с измеряемой температурой, синхронно и соответствуют определенному положению площадки, визируемой датчиком 6 температуры на поверхности лопат ки 1 относительно одной изего кромок. Перемещение визируемой плоУцадки на пот ерхности лопатки 1 вдо;н линии сканиро вания определяется временем задержки импульса блоком 5. Далее импу.и-.сы, пос тупающие с выхода временного селектора 7, усредн51ются и регистрируются изм рительн1 1м прибором 8. УСТОЙЧИВОСТЬ и надежность срабатывания фотоэлектрического датчика 4 перепада теплового излучения достигается тем, что в более длинноволновом участке спектра теплового излучения, который отражается интерференционным светофильтром 3, величина энергии существенно превы шает энергию излучения, падающую на датчик 6 температуры, и поэтому это энергия достаточна для формирования импульса перепада температуры по одной из кромок лопатки 1 во всем температурном диапазоне пирометра. Однако это справедливо в случае, если эффективная длина волны пирометра меньше длины волны, соответствующей максимуму излучения черного тела нри нижнем значении измеряемой температуры. Это условие в известных яркостных фотоэлектричес ких пирометрах выполняется, так как уменьшением эффективной длины, волны достигается меньшее Влияние излучательной способности нагретого тела на показания пирометра. Формула изобретения Пирометр для измерения температурного поля поверхностей движущихся деталей, содержапшй фотоэлектрический датчик температуры, связанный с измерительным прибором через временной селектор, управляемый импульсным датчиком углового положения и блоком регулируемой задержки импульсов, о т л и чающийся тем, что,с целью упрощения устройства, он С шбжен дополнительным фотоэлектрическ1 м датчикам, выполненным в виде последовательно включенных фотодиодга и диф4)еренцирующего усилителя, и интерференционным светофильтром, один выход которого оптически связан с входом сюновного фотоэлектрического датчика, а второй выход оптически связан с входим дополнительного фотоэлектрического датчика иачучешгя, выход которого подключен к входу блока регулируемой задержки.

ч

/

ЧЯя