Способ измерения температруы Советский патент 1979 года по МПК G01J5/60 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

1Изобретение относится к области HSMepeHft ff температуры твл с непрерьтным спектром излучения. Известны способы измерения температуры, основанные на сравнении импульсов, пропорциональных энергиям излучегшя в двух участках спектра путем формирования экспоненциальных электрических сигналов с последующим вы делением напряжения, пропорционального логарифму отношения указанных выше импульсов 1, 2. Эти способы не обеспешвайт д,остаточной точности. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ измерения температуры основаш1ый на сравнении сигаалов амплитуды которых пропорциональны энергиям монохроматических излучений, пзтем формирования одного электрического импульса с экспоненциально спадающим фронтом и фиксирования момента времени достижения напряжения q)aвнeния, соответствующего второму сщ-налу Недостаток, такого способа состоит в огра.ничбнном диапазоне измерения, так как один иТ авниваемых сигналов (экспоненциальный) должен быть больше другого. Цель изобрете1шя - расширение диапазона измерения температуры. Поставленная цель достигается тем; что измеряют временной интервал между моментами уравнивания первого и второго сигналов с напряжением сравнения, интервал времеш между моментами уравнивания второго и последующего сигналов, аналогичного первому, с напряжением сравнения, и по разности полученных интервалов судят о температуре. По предлагаемому способу, кроме расширения диапазона измерений, увеличивают в два раза чувствительность, а следовательно и точность, так как измеряют разностный сигнал, содержащий в уменьшаемом и вычитаемом информацию о температуре с разными знаками. Этим способом измеряют яркостную спектрального отношения и двойного спектрального отношения температуры. На чертеже изображена диаграмма, показывающая экспоненциально спадающие импульсы 1, 2 и 3, величина которых, допустим, пропор3Кионалмга монохроматическим яркостям эталонного источника (импульсы I и 3) и измеряемого объекта (импульс 2). Согласно приближению Вина яркостную тем пературу можно записа:ть как .,Ьоп„. on . J -fc- /-Ч - яркоегные температуры; яркости исследуемого объекта и эталона соответственно; X- эффективная длина волны; Cj- постоянная формулы Планка. Временные интервалы между MOMeHTaivm срав нения экспонент с уровнем сравнения DO рав ны-be 1z-- o- 3 -.. .где -Г промежуток време.ни между поступ лениями импульсов. С - постоянная времени цепи формиров ния экспоненты. Тогда разность временных интервалов ton . (4) Ъу, После преобразования имеем /И (т;-1о„)« 12- 23-2- 9 Для измерения цветовой температуры спектрального отношения на входе приемника излу чения формируют импульсы, пропорцинапьные монохроматическим яркостям объекта в одно участке (пусть это импульсы 1 и 3) и в дру гом участке спектра (импульс 2). Формула пирометра спектрального отноше ния, основанного на предлагаемом способе из мерения следующая: f±-) , эффективная длина волны цветово пирометра; Т.. - измеряемая цветовая температура; А - постоянная величина. Для измерения температуры двойного ; спектрального отношения на входе приемник излучения формируют импульсы, пропорцинал ные монохроматическим костям в трех з стках спектра, например синий (импульс 1 зеленый (импульс 2), красный (импульс 3 Измеренная цветовая температура пропорциональна логарифму отношения .(7) где bi, bj, bj - яркости и красного импульсов со вественно. Измеряемая этим способом разность временых интервалов равна логарифму отношения а следовательно и измеряемой температуре. Фотоэлектрический пирометр частичного излучения (яркостный) по предлагаемому способу построен следующим образом. Излучения от объекта измерения и от эталонного источника сравнения (пирометрической лампочки постоянного накала) поочередно поступают на приемник излучения через щели вращающегося обтюратора . Перед приемником излучения, в качестве которого используют фотоэлектронный умножитель, установлен светофильтр. Эффективную длину волны пирометра формируют совместно спектральные характеристики, светофильтра и фотокатода. Фотоэлектрический умножитель соединен своим выходом с интегратором, который формирует экспоненциальные импульсы. За интегратором установлено пороговое устройство (триггер Шмидта). Пороговое устройство фиксирует моменты равенства экспоненты уровню сравнения. Для измерения разности смежных временных интервалов используют реверсивный счетчик с генератором заполнения, которым управляют импульсами с порогового устройства.. Элекронная часть пирометра спектрального и двойного спектрального отношения построена точно так же, как и у яркостного пирометра, а изменения внесены в оптическую часть. В обтюраторе установлены светофильтры, которые монохроматизируют излучение объекта в двух (пирометр спектрального отношения) и в трех (двойного спектрального отношения) участках спектра. Пирометрическая лампочка и светофильтр перед фотоэлектрическим умно кетелем отсутствуют. Таким образом, предлагаемый способ позволяет измерять яркостную, спектрального и двойного спектрал Е.ного отношегшй температуры в широком диапазоне входных воздействий, не ограниченном соотношением сигналов. Измерение яркостной и спектрального отношения температур производится с повышенной вдвое чувствительностью. Формула изобретения Способ измерения температуры, основанный на сравнении сигналов, амплитуды которых пропорциональны энергиям монохроматических излучений, путем формирования одного сигнала в виде электрического импульса с экспоненциально спадающим фронтом и фиксировшшя момента времени достижения напряжеПия равнения, соответствующего второму сигналу, отличающийся тем, что, с целью расщирения диапазона измерешя температуры, измеряют временной интервал между моментами уравнивания первого и второго сигналов с напряжением сравнения, интерУал времени между моментами уравнивания второго и последующего сигналов, аналогичного первому, с напряжением сравнения, и по разности измеренных интервалов судят о температуре.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Гордов А. И. Основы 1шрометрии. М., Металлургия, 1971.2.Авторское свидетельство СССР №375498, кл. G 01 J 5/60, 1973.3. Авгорское свидетельство CCCl №188066, кл. G 01 J 5/60, 1967.