Оптический преобразователь температуры

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного контроля температурных режимов прокатных станов, металлургических и энергетических установок. Устройство для дистанционного измерения температуры объектов содержит оптический и измерительный блоки. В оптическом блоке последовательно размещены стеклянное окно, прозрачное в инфракрасном диапазоне, фокусирующая линза и входной торец волоконного световода. Измерительный блок содержит последовательно соединенные фотоприемник, выполненный в виде линейки фотодиодов, усилитель, аналого-цифровой преобразователь и микроконтроллер, выходы которого соединены с жидкокристаллическим индикатором и интерфейсом для связи с персональным компьютером. Выходной торец волоконного световода соединен с акустооптическим перестраиваемым фильтром, выход которого соединен со входом измерительного блока, а выход управления измерительного блока связан с управляющим входом акустооптического перестраиваемого фильтра. Технический результат - расширение диапазона измеряемых температур. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного контроля температурных режимов прокатных станов, металлургических и энергетических установок в различных отраслях промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве.

Известно информационно-измерительное устройство температурной диагностики контролируемых объектов (патент GB №972394, кл. G01N, 1963), содержащее оптический пирометрический преобразователь температуры в электрический сигнал в виде оптической системы с фотоприемником и согласующий усилитель.

Недостатком его является достаточно высокая погрешность измерения, вносимая святящимися образованиями в продуктах сгорания контролируемого объекта.

За прототип принято устройство для дистанционного измерения температуры объектов (патент РФ №62700, кл. G01J 15/10, 2007), содержащее соединенные волоконным световодом оптический и измерительный блоки. Оптический блок содержит последовательно соединенные стеклянное окно, прозрачное в инфракрасном диапазоне, и линзу, фокусирующую световой поток на входной торец волоконного световода. Измерительный блок содержит последовательно соединенные фотоприемник в виде фотодиода, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, выходы которого соединены с жидкокристаллическим индикатором и интерфейсом для связи с персональным компьютером.

Недостатком данного устройства является относительно узкий диапазон измеряемых температур.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в расширении диапазона измеряемых температур.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для дистанционного измерения температуры объектов, содержащем оптический блок, в котором последовательно размещены стеклянное окно, прозрачное в инфракрасном диапазоне, фокусирующая линза и входной торец волоконного световода, и измерительный блок, соединенный с оптическим блоком волоконным световодом, содержащий последовательно соединенные фотоприемник, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, выходы которого соединены с жидкокристаллическим индикатором и интерфейсом для связи с персональным компьютером, в отличие от прототипа, выходной торец волоконного световода соединен с введенным акустооптическим перестраиваемым фильтром, выход которого соединен со входом измерительного блока, а выход управления измерительного блока связан с управляющим входом акустооптического перестраиваемого фильтра.

Кроме того, согласно изобретению в измерительном блоке фотоприемник выполнен в виде линейки фотодиодов.

На фиг.1 изображена структурная схема оптического преобразователя температуры. На фиг.2 показана структурная схема измерительного блока.

Оптический блок 1 содержит последовательно соединенные стеклянное окно, прозрачное в инфракрасном диапазоне 2, и линзу 3, фокусирующую световой поток на входной торец волоконного световода 4, выходной торец которого соединен с акустооптическим перестраиваемым фильтром 5, выход которого соединен со входом измерительного блока 6, а выход управления измерительного блока связан с управляющим входом акустооптического перестраиваемого фильтра. Измерительный блок содержит последовательно соединенные фотоприемник в виде линейки фотодиодов 7, усилитель 8, аналого-цифровой преобразователь 9, микроконтроллер 10, выходы которого соединены с жидкокристаллическим индикатором 11 и интерфейсом 12 для связи с персональным компьютером.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Электромагнитная волна в виде светового потока, излучаемая объектом, температуру которого необходимо измерить, проходит через стеклянное окно прозрачное в инфракрасном диапазоне 2 и фокусируется линзой 3 на входной торец волоконного световода 4. С выходного торца световой поток попадает на акустооптический перестраиваемый фильтр и в результате его дифракции на акустических волнах, пропускается лишь монохроматический поток с эффективной длиной волны λэф. Перестройка акустооптического перестраиваемого фильтра осуществляется по управляющему сигналу от микроконтроллера 10. Пропущенное, акустооптическим перестраиваемым фильтром, монохроматическое оптическое излучение с эффективной длиной волны λэф попадает на линейку фотодиодов. В зависимости от температуры акустооптический перестраиваемый фильтр пропускает определенную эффективную длину волны излучения, которая попадает на соответствующий фотодиод с максимумом чувствительности в области пропускания акустооптического перестраиваемого фильтра. Электрический сигнал с выхода фотоприемника усиливается усилителем 8 до уровня, необходимого для корректной работы аналого-цифрового преобразователя 9, который преобразует аналоговый сигнал в цифровой код. Цифровой сигнал поступает на вход микроконтроллера 10, который осуществляет управление всеми компонентами измерительного блока, акустооптическим перестраиваемым фильтром и отображает данные измерения на жидкокристаллическом индикаторе 11, а также поддерживает связь устройства через интерфейс 12 с персональным компьютером.

Таким образом, применение в качестве оптического селективного фильтра акустооптического перестраиваемого фильтра и фотоприемника, выполненного в виде линейки фотодиодов, позволяет расширить диапазон измеряемых температур.

1. Устройство для дистанционного измерения температуры объектов, содержащее оптический блок, в котором последовательно размещены стеклянное окно, прозрачное в инфракрасном диапазоне, фокусирующая линза и входной торец волоконного световода, и измерительный блок, соединенный с оптическим блоком волоконным световодом, содержащий последовательно соединенные фотоприемник, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, выходы которого соединены с жидкокристаллическим индикатором и интерфейсом для связи с персональным компьютером, отличающееся тем, что выходной торец волоконного световода соединен с введенным акустооптическим перестраиваемым фильтром, выход которого соединен со входом измерительного блока, а выход управления измерительного блока связан с управляющим входом акустооптического перестраиваемого фильтра.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в измерительном блоке фотоприемник выполнен в виде линейки фотодиодов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для передачи управляющих сигналов от вычислительного устройства к знакосинтезирующему устройству или матричному дисплею (плазменный, жидкокристаллический, активно-матричный, OLED, FED и т.п.).

Изобретение относится к акустооптическим измерителям параметров радиосигналов, работающим в широкой полосе частот, и может быть использовано в установках оптической обработки информации.

Изобретение относится к акустооптике и может быть использовано для отклонения оптического излучения. .

Изобретение относится к устройствам оптической обработки сигналов на объемных акустических волнах и может быть использовано в акустооптических анализаторах спектра, измерителях параметров радиосигналов СВЧ диапазона, а также в системах связи и радиолокации.

Изобретение относится к средствам волоконно-оптической связи и может быть использовано при последовательном переключении линий связи, построенных на оптическом волокне, без преобразования оптической несущей.

Изобретение относится к акустооптике и может быть использовано в устройствах отклонения лазерных пучков, управления их длиной волны и мощностью, например, в устройствах отображения видеоинформации на экране, лазерных микроскопах и системах для обработки материалов, в том числе биологических.

Изобретение относится к оптоволоконной технике и может быть использовано в оптических приборах. .

Изобретение относится к области управления когерентными лазерными пучками ультрафиолетового диапазона. .

Изобретение относится к оптической записи и может быть использовано для скоростной записи, воспроизведения и хранения больших объемов информации. .

Изобретение относится к устройству для определения и/или контроля, по меньшей мере, одной температуры, с первым и вторым температурным датчиком, с измерительным преобразователем, причем измерительный преобразователь имеет четыре клеммы для подключения электрических проводов, и с пятью электрическими проводами.

Изобретение относится к геофизике и экологии и может быть использовано для бесконтактного способа измерения температуры жидкосодержащих пористых сред, преимущественно грунтов, почв и донных осадков, а также для измерения температуры в технологических процессах.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к датчикам для автоматического измерения, управления, регулирования и контроля тепловых процессов.

Изобретение относится к устройствам для измерения параметров материалов, протекающих через трубопровод. .

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и позволяет улучшить эксплуатационные характеристики устройства путем снижения потребляемой мощности.

Изобретение относится к области измерения те1 пературы. .

Изобретение относится к приборостроению . .

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для оперативного дистанционного измерения температуры воды водоемов
Наверх