Способ измерения температуры Советский патент 1983 года по МПК G01J5/60 

Изобретение относится к области оптической пирометрии и может быть использовано для измерения температуры нагретых тел со сплошным спект ром излучения. Известен способ измерения темпер туры по спектральному распределению интенсивности излучения нагретого тела, по которому температуру определяют по энергии излучения от изме ряемого тела в узком спектральном интервале в момент равенства эталон ному нормированному уровню энергии другой части излучения от измеряемого тела в другом узком спектральном интервале. При этом спектральньл участки, в которых производится измерение интенсивности энергии излучения, строго фиксированы и за счет этого методические погрешности могут достигнуть значительной величины. Предлагаемый способ измерения температуры позволяет уменьшить методическую погрешность. Это достигается тем, что энергию излучения в спектральных участках изменяют путе изменения эффективных длин волн А и 2 спектральных участков посредством бихроматора, при -этом эффективные длины волн Д и Л2 связа ны между собой функциональной зависимостью, например дисперсией хроматизирующего устройства. Таким образом, одновременно с изменением Л автоматически изменяется эффективная длина волны 2 второго оптического канала, а а едовательно,- и измеряемые в спектрал ных интервалах 2 интенсивнос излучения измеряемого объекта g ( Д,,Т)и 6( Л„Т),Энергия излучения itlA-i Т) для различных распределений энергий по длинам волн, соответ ствующая различным температурам измеряемого тела, поддерживается постоянной и равной 8 уст путем изменения спектральной области пропускания одного из оптических каналов бихроматора. Значение энергии ЪСЛз, т) в другом спектре участка ( 4Aj ) в момент равенства эталонному нормированному уровню энергии энергии излучения Ь(Д-, jT) в спектральном интервале лЛх, однозначно определяет измеряемую температуру тела. Аналитическая зависимость измеря емой температуры от энергии излучения Ь(Л2 Т) выражается уравнением . изл- Г Б(Л2,Т) ( где Ч и г постоянные коэффициент включающие в себя константы излучен Ci иС2 уравнения Планка, функционал ный коэффициент а связи спектральных длин волн Л и Д- , а также оптические и конструктивные коэффициенты - ширину спектральных линий лД и лЛ, светосилу, величину эталонного нормированного уровня энергии 8(Д т) и ,t(2 излучательные способности измеряемого тела в спектральных участках д и М2 для- различных температур. Анализ уравнения показывает, что ПРИ оптимальном выборе коэффициента о( связи спектральных участков АЛ. и дЛ2 величины эталонного нормированного уровня энергии Вуст величина относительной методической погрешности измерения существенно меньше, чем в известном способе измерения температуры. Значение приращения (Дг. Т) от температуры, т.е. чувствительность способа, существенно больше цветового при незначительном разносе Лу от по длинам волн, что обуславливает незначительную методическую погрешность измерения вследствие близости (1, Т) и е (2. Т) по абсолютному значению. Предлагаемый способ измерения температуры осуществляется известными устройствами. Излучение от участка измеряемого тела проектируется объективом на полевую диафрагму, определяющую величину визирной площади измеряемого тела. Далее излучение поступает на управляемое перестраиваемое монохроматизирующее устройство, на выходе которого установлены, например, жестко относительно друг друга две щелевые (для случая призменного или дифракционного монохроматографа) диафрагмы, излучение от которых фокусируется на два фотоприемника. Напряжение с выхода фотопреобразователя, воспринимающего коротковолновую часть спектра излучения от измеряемого тела, усиливается и сравнивается сравнивающим устройством с эталонным опорным напряжением. В зависимости от величины и знака рассогласования измеряjeMoro усиленного и опорного напряжений осуществляется перестройка управляемого монохроматизирующего устройства по длинам волн путем поворота призмы или дифракционной решетки до величины Л , при которой напряжение Ь(Л.,, )( (где К - коэффициент преобразования и усиления фотоэлектрического тракта) не станет равньаи опорному напряжению. Поскольку спектральная областьвторой более длинноволновой щелевой диафрагмы связана со спектральной областью пропускания коротковолноJвой диафрагмы, энергия излучения от измеряемого телр t)(p , Т) в момент равенства Ь(Л , т) evct 5217864 однозначно определяет HSKteряемую температуру объек

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ йо спектральнь»! интенсивностям излучения объекта в двух спектральных участках, отличающийся тем, что, с целью уменьшения методической погрешности, энергию излучения в первом.спектральном участке изменяют путем изменения эффективной длины ВОЛНЫ пропускания перестраиваемого бихроматора до величины, равной эталонному нормированному уровню, a тектературу определяют по значению энергии излучения во втором изменяемом одновременно с первым по длинам ВОЛН спектральном интервале, причем изменения спектральных интервалов связаны между собой заданной функциональной зависимостью, например дисперсией бихроматора.