Устройство для измерения температуры внутренних стенок рабочей камеры лазера на парах металла Советский патент 1984 года по МПК G01J5/20 

, Изобре ч ие отнг1(;:нтся к onTi- -.tcкой пирометри, более ко:1К)етио к устройству д.тя измерения температуры внутренних стенок камерь- jia:K ;.)n lij, парах металлов, и может быть исполг,зовано в высокптемг1ературнь х нмпулг.с ных лазерах для измерения и контроля температуры внутренней стенки разряд Hofi камеры во время работы лазера,. Известно устройство для измерения температуры нагретых тел, содержлщс-е термопару и измеритель {ую схему 1 ., Н е д о е т а т к о м указ а н н о г о у с тр ои с тва является то, что при измерении температуры внутреьг)И{х стенок камеры лазера в рабо- ем режиме показания сильно искажаются из-за электрически помех. Наиболее близким техническим регие нием является устройство для измевения температуры внутренних сткпок рабочей камеры лазера на парах метал ла, содерхигщее генератор импульсного напряжения, задающий генератор, пирометр и систему синхронизации момсн та подачи импульсов напряжения с моментом измерения 22. Недо статк ом ук аз анно го ус Tpoiicт н а является невозможностг. сггделения излучения нагретых стеиск рабочей камеры от фона, создга аемого гобст-венным изл ением гглазмы, что приводит к- ошибке при иропедении температурных измерений. Целью изобрете П1я яв.чяется повышение точности измерения температуры . Указанная цель ;юстигается тем, что в устройстве для измере:- ия температуры внутренних стенок камерь лазера на парах металла, содержащем генератор импу.чьсного isanpH жения, задающий j-enepaTtip, пирометр и систему синхроничапии момента подачи импульсов напряжения с моментом измерения, система син)сронизации содержит источник света, прерьгватель фотоприемник и совпадения, при этом г(рерыватель выполнен в виде неподв гжного и вра цаю1цегося соосных д rcкoв из iienpo3pa4noro материала, расположенных фотоприем1И1ком и источником света, а также между окном рабочей камеры и пирометром, неподвижный диск имеет два отверстия I.eppoe и второе, а в рац агонией с я диск имеет отверстия, центры которых рас;попожеиы на одном расстоянии от цент ра диск л, р 1пном paccTosiHiiH от пент-1рл первого отверстия до оси неподвижHoio ;,иека, нращакнцийся диск снабжен зы(-/гуглающи п1 за его нс-риметр лепестк.г;Г4И; центр каждого лспестка сдвинут откосител1 но н,ентра соотнетствукицего ему отверстия тогс) жс диска на угол, pai-istbiVi по HejHpni.ne и знаку угловоь у сдвигу т ентра нтс рого очверстия в непо;в1-тл;ном диске отн(х:ительно центра первого, угловой размер каждого лепестка больше сум№,1 УГЛОВЫХ размеров соответствующего ему отверстия во )Щемся диске и обоих oTBepcTvrii в неподв11жном диске, ра,диальное расстг:яние до центра вторс го отверстия непо,1вижного диска равно радиальному рас;стояни о до центра лепестка, причем центры первого отверстия в неподБ1и;ном диске расположе1гь1 на оптичесKof оси пирометра, центры источника света, второго отверстия в неподвижном диске и фотоприемника расположены другой оптическоГ ск.и, а выход задающего генератора соединен с первы - «ходом схем1,| совпадения, выход фотоприемника соединен с вторым вхг)дом схемы со.впадения, выхо;1 котгтрой соединен с входом генератора мпульсного напряжения. На фиг. 1 показана бюк-схема уетройс-тва, на фиг, 2 - npocTpaHCTBeiuioe расположение элементов устройства. Устройство содержит оптический писометр 1, схему управления,, включающую прерыватель, расп(зложен ый за питюметром.1; выполненный в виде со ;С1;о расположенных подвижного диска 2 с j-епестками 3 и неподвижного диска 4, источник 5 света, фотоприемНИР: 6; схему 7 совпадения, соеди}шннук) электрически с фотоприемником 6 и задающим генератором 8, причем выход схемы 7 совпадения соединен электри -:ески с генератором 9 импульсного нагфяжения. Высокотемпературная рабочая камера 10 лазера с электродами 1 1 по ;соединена к генератору 9 импульсного 1апряжения. Диски 2 и 4 выполнены из непрозрачного материала, например из металла. Неподвижный диск 4 име:ет два отверстия 12 и 13 (первое; 12 и второе 13). Центры первого от1:.ерстия 12, окна рабочей камеры 10 лазера и объектива пирометра 1 распо1ожены на одной оптической оси, Центры источника 5 света, второго отверстия 13 и фотоприем1 ика 6 расположены на другой оптической с;си. Вра лающийся диск 2 имеет отверстия 14, центры которых расположены на одном расстоянии от центра диска равном расстоянию от центра первого отверстия 12 до оси неподвижного дис ка 4. Лепестки 3 выступают за периметр диска 2. Центр каждого лепестка 3 сдвинут относительно центра соответствующего ему отверстия на угол Ч , равный по величине углу между отверстиями 12 и 13 неподвижного диска А. Угловор размер каждого лепестка 3 Ч,, больше суммы угловйх размеров соответствующего ему отверстия 14 во вращающемся диске 2 и обоих отверстий - и i в неподвижном диске 4 (фиг. 2) Устройство работает следующим образом. В момент совпадения одного из отверстий 14 вращающегося диска 2 с отверстием 12 неподвижного диска 4 в объектив пирометра 1 попадает излучение от внутренней стенки рабочей камеры 10. При этом лепесток 3 перекрывает с некоторым опережением отверстия 13. В промежуток времени, в течение которого отверстие 13 закрыто лепестком 3, свет от источника 5 света не попадает на фотоприемник 6, при этом сигнал с фотоприемника 6 не поступает в схему 7 совпадения, на вход которой постоянно подается сигнал от генератора 8 импульсов. В этот промежуток времени сигнал от схемы 7 совпадения не поступает на запуск генератора 9 импульсного напряжения и напряжение на электроды 11 лазера не подается. Разряд не происходит, и при измерении температуры внутренней поверхности стенки рабочей камеры 10 отсутствует фон излучения плазмы. При этом за время паузы разряда ( - 10 с) стенка практически не меняет свою температуру. В промежуток времени, когда ни одно из отверстий 14 не совпадает с отверстием 12, лепесток 3 открывает отверстие 13 и свет от источника 5 света попадает на схему 7 совпадения. Схема 7 совпадения выдает сигнал на запуск генератора 9 импульсного напряжения, и происходит разряд. Выполнение в устройстве системы синхронизации описанным способом позволяет повысить точность измерения температуры стенок,лазера в рабочем режиме в диапазоне 900-2500 К при вкладываемых в разряд мощностях порядка 1-10 Вт/см за счет исключения влияния излучения плазмы на измерения, а также проследить динамику изменения этой температуры во времени.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВНУТРЕННИХ СТЕНОК РАБОЧЕЙ КАМЕРЫ ЛАЗЕРА НА ПАРАХ МЕТАЛЛА, содержащее генератор импульсного напряжения, задающий генератор, пирометр и систему синхронизации момента подачи импульсов напряжения с моментом измерения, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерения температуры, система синхронизации содержит источник света, прерыватель, фотоприемник и схему совпадения, при этом прерьюатель выполнен в виде неподвижного и вращающегося соосных дисков из непрозрачного материала, расположенных между фотоприемником и источником света, a также между окном рабочей камеры и пирометром, неподвижный диск имеет два отверстия - первое и второе, a I вращающийся диск имеет отверстия, центры которых расположены на одном расстоянии от центра диска, равном расстоянию от центра первого отверстия до оси неподвижного диска, вращающийся диск снабжен выступаю1Ц1ши за его периметр лепестками, центр каждого лепестка сдвинут относительно центра соответствующего ему отверстия того же диска на угол, равный по величине и знаку угловому сдвигу центра второго отверстия в неподвижном диске относительно центра первого, угловой размер каждого лепестка больше суммы угловых размеi ров соответствующего ему отверстия во вращающемся диске .и обоих отверсen тий в неподвижном диске, радиальные расстояния до центра второго отверстия неподвижного диска равно радиальному расстоянию до центра лепестка, причем центры первого отверстия в со неподвижном диске расположены на одсо ной оптической оси пирометра, центры 00 источника света, второго отверстия vj в неподвижном диске и фотоприемника расположены на другой оптической оси, a выход задающего генератора соеди,нен с первым входом схемы совпадения, выход фотоприемника соединен с вторым входом схемы совпадения, выход которой соединен с входом генератора импульсного напряжения.

ММ

фаг.г