Мигающий цветодифометр Советский патент 1940 года по МПК G01J5/60 

В пирометрии в качестве одного из приемов определения температуры накаленного тела применяется метод «красно-синего отношения. Метод сводится к определению отношения яркости в двух узких спектральных участках - красном и синем, выделяемых с помощью светофильтров. Это отношение, изменяюш,ееся изменением температуры благодаря происходяш;ему при перераспределению энергии в спектре света накаленного тела, является чувствительной функцией температуры. Обычно яркость в красной и синей области измеряется порознь с помощью фотометра с фильтрами или спектрофотометра путем сравнения с эталонным источником света с известным распределением энергии в спектре и затем из полученных данных вычисляется «красно-синее отношение.

Согласно изобретению, предлагается построить пирометр, основанный также На измерении «красно-синего отношения без применения посторонних стандартных источников света. Указанное обстоя-иельство позволяет построить несложный прибор, дающий большую надежность измерений, так

как лампы, применяемые в пирометрах других типов, изменяются со временем.

Для сравнения яркости красных и синих лучей использован метод гетерохромной фотометрии, лежащий в основе построения «мелькающего фотометра.

Мигающий пирометр схематически изображен на фиг. 1 и 2.

Открытая с обоих концов трубка А не содержит внутри никакой оптики. Перед концом трубки, обращенным к источнику света, температура которого измеряется, вращается с помощью пружинного механизма, заделанного в ручку прибора, стеклянный или целлюлоидный диск Д. На диск накле ены четыре светофи.льтра, имеющие вид секторов, из коих два к, к выделяют красные лучи, и два с, с - синие. В боковой прорези в трубке А, с помощью кремальеры или от руки, перемещается цветной клин В, ослабляющий один из указанных цветов, лучше красный, так как энергия красных лучей при низких температурах выше. Такой клин может быть изготовлен из синего стекла, окрашенного медью. Перемещения клина отсч;итываются по имеющейся на приборе шкале.

Глаз наблюдателя смотрит через трубку сквозь клин и вращающийся диск на источник света. Диск вращается с такой скоростью, прк которой происходит слияние мельканий, вызываемых различием в цветовом тоне, но остаются мелькания, определяемые раз.личием в яркости. Если визуа.11ьная яркость источника света не одинакова при рассматривании: через красный И; синий секторы диска, будут ВИДНЫ мелькания. Перемеще;нием клина В, ослабляющего один из этих двух компонентов, можно добиться, равенства яркостей и исчезновения мельканий. Пусть теперь температура источника света изменится. При этом произойдет изменение отнощения яркости синих и красных лучей ивновь появятся, мелькания, для устранения -которых придется переместить клин в новое положение. Таким образом, каждой температуре соответствует определенн|ое положение клина н, следовательно, щкала, вдоль которой перемещается клин, может быть нанесена в температурах. Градуировка производится при вьшуске прибора по какому-либо другому пирометру.

Точность измерений, даваемая описанным выше пирометром, должна .быть достаточно высокой. Нужно ожидать, что ощибка не превзойдет 2-3°, что составляет при 2000° около 0,1 /о измеряемой величины.

На работе мигающего пирометра должны существенно сказываться отклонения от нормы кривой спектральной чувствительности глаза наблюдателя. У так называемых дальтоников - людей с серьезным расстройством цветного зрения, эти отклонения весьма значительны, но в большей или меньшей степени они .присущи почти каждому глазу, и ,(уш мы претендуем на-высокую точjfOffTb измерениий, с этим обстоятель,(5Щ необходимо считаться. :, компенсации отклонений глаза .ОЖ|У (Чщзмы пирометр имеет особый щм|аенс дтор, устанавливаемый наблюдщедшвсраз навсегда по его глазам. ДлЯ1Ггдакей установки необходимо

иметь светящееся тело известной цветной температуры. Здесь следует рассмотреть два случая:

1. Клин линейный, т. е. перемещению клина на одинаковую длину в любой его части соответствует одно и то же приращение оптической плотности. Само собой разумеется, что здесь речь .идет лишь об одной из областей, выделяемых светофильтрами, так как в; другой клин вообще не должен поглощать. В случае линейного клина достаточно обеспещ1ть возможность перемещения щкалы шш указателя относите.льно положения, в котором они: укреплены на соответствующих местах оправы. Установка производится следующим образом. Наблюдате.ль, смотря прк вращающемся диске через прибор на эталонный источник света, перемещением клина добивается исчезновения мельк 1ний; затем при клине, закрепленном в найденном положении, отпускаеггся указатель (или шкала) И укрепляется в таком положении, прн котором указатель показывает на шкале ту температуру, какую имеет эталонный нстбчник. Можно легко показать, что при линейном клине, после такой установки для данного наблюдателя, показания пирометра будут верны также при всех других температурах пра любой зависимости между температурой к перемещениями клина. 2. Клин не линейный. В этом случае необходимо иметь на приборе компенсатор. Компенсатор представляет - собой клин, имеющий тот же характер поглощения, что и основной клин, но менее крутой «меньшей длины. Наблюдатель при выверке прибора устанавливает основной клин по шкале на температуру эталонного источника и добивается исчезновения мельканий перемещеншем одного комnleHcaTopaj который затем закрепляется в найденном положении. После этого шкала прибора для данного наблюдателя буде1т верной для любых температур при любой характеристике клина. Следует заметить, что получить линейиь1й клин из цветного стекла для узкой спектральной области не представляет большого труда,

В качестве эталонного источника

света могут быть использованы спедиальные «банд-лампы, применяемые для вьшерки пирометров, некоторые металлы при точке плавления, или, «аконец, в виду того , что при усталовке по глазу (но не при градуировке) нужна лишь одна какая-нибудь температура, солнце.

Например, в пирометрах, предназначенных для работы в лаборатории, пружинный механизм может быть заменея электромо(тором, пирометр может быть обращей,,-в микропирометр присоединением зрительной трубы я т. д.

Мигающий пирометр может применяться в литейном, металлоплавильном, к1ерамическОм к других производствах, при испытании источников света и во всех других областях, где применяются оптические пирометры.

Преимуществами описанного цветопирометра являются: 1) точность измерений, 2) цветовая, температура

ближе к истинной, чем яркостная,

3)простота конструкции (отсутствуют эталонные лампы, электроизмерительные приборы, источники тока),

4)может измеряться температура металла, засыпанного шлаком (качественные . стали), через небольшие просветы в нем.

Предмет изобретения.

Мигающий цветопирометр, построенный на принципе определения цветных температур через «красно-синее отношение, отличающийся применением вращающегося диска, несущего две пары секторных красных и синих фильтров, и подвижного цветового клина, ослабляющего один из указанных цветов, с целью использования для определения цветовой температуры фотометрического метода мельканий и устранения необходимости применения эталонной лампы, ч