Пирометр спектрального отношения Советский патент 1980 года по МПК G01J5/60 

(54) ПИРОМЕТР СПЕКТРАЛЬНОГО ОТНОШЕНИЯ

1

Изобретение относится к области радиационной пирометрии, а именно к технике измерения высоких температур бесконтактным методом по тепловому изучению и может быть использо- 5 вано, например, в металлургической промьшшенности.

Известны пирометры спектрального отношения, выходной сигнал которых линейно связан с измеряемой цветовой Ю температурюй и в которых предусмотрена возможность электрической корректировки шкалы пирометра Ц.

Наиболее близким к предлагаемому является пирометр, который содержит 15 модулятор светового потока, приемник излучения, усилитель, два амплитудных детектора с ключами, датчик синхроимпульсов, синхронизатор, два трехполюсных ключа, преобразователь ло- 20 гарифма отношения двух напряжений в интервал времени, два су ивиатора, КС-цепь с к.шочами, интегратор и регистратор 2) .

Недостатком этого пирометра являет25 ся недостаточно высокая точность линеаризации выходной шкалы, обусловлен-, ная тем, что последняя осуществляется при помоши повторного логарифмического амплитудного преобразования, 30

совмещенного с разрядом конденсатора КС-цепи и характеризуется существенной инструментальной погрешностью.

Цель изобретения - повышение точности линеаризации выходной шкалы пирометра.

Поставленная цель достигается тем, что сумматоры выполнены с источниками опорных напряжений, при этом первый сумматор вк.пючен между преобразователем логарифма отношения двух напряжений в интервал времени и инте- гратором, выход которого подк.гаочен к первому входу схемы сравнения, вто-рой вход которой соединен с источником опорного напряжения первого .сумматора, второй сумматор включен м&ткду схемой сравнения и регистратором, а интегратор и сумматоры связаны с синхронизатором, а также тем, что сумматоры выполнены в виде интеграторов с блоками задания начальных условий, подключенными к источникам .опорных напряжений.

На чертеже дана принципиальная электрическая схема пирометра спектрального отношения.

Пирометр содержит модулятор 1 светового потока, приемник 2 излучения, да.тчик 3 синхроимпульсов, усилитрль 4, ключи 5 и б, амплитудные детекторы 7 и 8, синхронизатор 9, преобразователь 10 логарифма отношения двух напряжений в интервал времени, сумматоры 11 и 14, интегратор 12, схему 13 сравнения и регистратор 15, Пирометр работает следующим образом. Световой поток от объекта, температура которого измеряется при помощи модулятора 1 и приемника 2 излучения преобразуется в следующие друг за другом импульсы напряжения с амплитудами и и Urj, пропорциональными монохроматографическим интенсивностям излучения объекта , Т и Ь/А. Т в двух длинах волн Ai и Л соответ ственно. После усиления импульсов усилителем 4 и их синхронного детектирования при помощи ключей 5 и б на амплитудных детекторах 7 и 8 выделяются амплитудные значения и и Г, этих импульсов. На выходе преобразователя 10 формируется широтно-модулированный импульс, длительность которого определяется выражением 1;, Т ,/и,) гд т - постоянная времени преобразователя 9. В сумматоре 11, выполненном в виде интегратора с блоком задания начальных условий, осуществляется алгебраическое суммирование напряжения, пропорционального отрезку времени t и напряжения Оц.в соответствии с выражением: c. ..-u„г-;U,, (-1) где Чей - опорное напря-жение сумматора 11 ; Tj. - постоянная времени интегратора сумматора 11j и - напряжение, определяющее начальные условия интегриро вания в сумматоре 11. При подаче напряжения (1) на вход интегратора 12, в котором предварительно установлены нулевые начальные условия интегрирования, выходное напряжение последнего начинает изменяться по линейному закону. Схема 13 сравнения фиксирует момент равенства текущего значения выходного напря жения интегратора 12 и опорного уров ня Uo . Отрезок времени от момента начала интегрирован9 я до момента установле ккя указанного равенства определяется выражением: г „„и. иг г uoi где Crv- постоянная времени интегратора 12. В сумматоре 14, по структуре аналогичном сумматору 11, осуществляется суммирование напряжения, пропорционального отрезку времени (2) и на ения и в соответствии с вынием ,н1 UQJ- опорное напряжение сумматора 14 ; t.j- постоянная времени интегратора сумматора 14; и,,- напряжение, определяющее начальные условия интегрирования в сумматоре 14. После подстановки (2) в (3) полумог-с тгсг сг р Uj УНЛ Сс.л на Ua Uo -с регистраторе 15 осуществляется сация напряжения и подача его на од пирометра: UBWX СР Синхронизатор 9, тактирушлый синхмпульсами блока 3, выполняет слещие функции: с приходом соответствующих информанных импульсов замыкает ключи 5 , а также управляет работой преазователя 10; периодически осуществляет сброс еревод в режим памяти интегратоблоков 11 и 14; периодически задает нулевые наьные условия в интеграторе 12; управляет работой регистратора 15. Для того, чтойл градусная шкала ометра была линейной, т.е. чтобы олнялось условие Ug, К(Тц - Тц) , К - коэффициент пропорциональности;Тц- текущее значение измеряемой цветовой тэлпературяы; Тцб значение цветовой температуры. Соответствующее началу данного температурного диапазона, бходимо выдержать следующие соотения : -.(-l)i UHJ . вторая постоянная в Планка-Вина; к-г безразмерный член, определяемый аппаратной функцией пирометра Ч и равный . Выпапнение сумматоров а виде интеторов с блоками задания начальных овий, а также включение их как сано выше, существенно уменьшает инструментальную погрешность линеари зации выходной шкалы пирометра, что и составляет технико-экономичес кую эффективность предлагаемого изобретения, Фо1М«гула изобретения 1. Пирометр спектрального отношения , содержащий модул ятор светового потока, приемник излучения, к выходу которого подключен усилитель, датчик синхроимпульсов, соединенный с синхронизатором, связанным с регистратором и преобразователем логарифма отношения двух напряжений в интервал времени, входы которого через соответствующие ключи и амплитудные детекторы соединены с выходом усилителя, интегратор, схему сравнения и два сумматора, отличающийся тем, что, с целью повыше ния точности линеаризации выходной шкалы, сумматоры выполие1ы с источни ками опорных напряжений, при этом первый сумматор включен между преобразователем логарифма отношения двух напряжений в интервал времени и интегратором, выход которого под,ключей к первому входу схемы сравнения , второй вход которой соединен с источником опорного напряжения первого сумматора, второй сумматор включен между схемой сравнения и регистраторсм, а интегратор и сумматоры связаны с. синхронизатором. 2. Пирометр по п.1, отличаю щ и и с я тем, что сумматоры выполнены в виде интеграторов с блокг1ми задания начальных условий, подключенными к источникам опорных напряжений . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство №463004, кл. G 01 J 5/60, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке №2400542/18-25, 27.04.77.

и

«WR