Диафрагмирующее устройство для пирометров излучения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсннм

Соцнаннстннесннк

Реепубпнк

<1>655907

Ж

///- - (6Ц Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.0271 (2l) 1619304/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (5I) N. Кл.

G 01 J 5/08

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 050479, Бюллетень № 13 (Я) УДИ 536. 521 (08Р>.8) Дата опубликования описания 060479

В. С. Пик ашов, А. Е. Еринов, В. П. Кононко, О.A.Ãåðàùåíêo и В.И.Ильченко

Институт газа AH Украинской CCP (54) ДИАФРАГМИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИРОМЕТРОВ

ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, может быть использовано для измерения равномерно усредненных по площади визирования лучистого потока или температуры неизотермической поверхности.

Известно диафрагмирующее устройство для пирометров, включающее по крайней мере три последовательно расположенные по ходу лучей диафрагмы (ц 10

Однако такие устройства не позволяют измерить с помощью пирометров лучистый тепловой поток или температуру, равномерно усредненные по.площади визирования неизотермической по- 15 верхности. Такие значения равномерно усредненных по площади визирования лучистых тепловых потоков необходимы, например, для определения направления изотермических линий, вектора теплового потока и градиента температурного поля, Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей пиромет- ров за счет измерения равномерно усредненных по площади визирования лучистого теплового потока или температуры неизотермической поверхности. укаэанная цель достигается тем, что в предлагаемом диафрагмирующем устройстве плоскость средней диафрагмы, меньшая, чем крайние диафрагмы, расположена под углом к плоскости крайних диафрагм, причем ее центр размещен в точке пересечения предельных лучей, ограниченных упомянутыми диафрагмами.

На фиг. 1 представлено диафрагмирующее устройство пирометров излучения для измерения равномерно усредненных по площади визирования лучистого теплового потока или температуры неизотермической поверхности, установленной своей продольной осью перпендикулярно к такой поверхности.1

Фиг, 2 относится к доказательству невозможности равномерного усреднения по площади визирования измеряемого лучистого потока или температуры неизотермической поверхности диафрагмирующим устройством пирометра с поперечным пережимом минимальных размеров при расположении проходного отверстия поперечного пережима перпендикулярно продольной оси пирометра при условии, когда пирометр установлен своей продольной осью под углом менее 90о к поверхности визирования. б 55907

Иа фиг. 3 представлена схема к выводу уравнения диафрагмирующего устройства.

Иа фиг. 4 представлено диафрагмирующее устройство пирометра для измерения равномерно усредненных по площади визирования лучистого теплового потока или температуры неизотермической поверхности, установленной своей продольной осью под углом менее 90.О к такой поверхности.

На фиг. 5 представлено диафрагми- 10 рующее устройство пирометра для измерения равномерно усредненных по площади визирования лучистого теплового потока или температуры неизотеРмической поверхности, установлен- (5 ной своей продольной осью перпендикулярно или под углом менее 90О к такой поверхности. устройство работает следующим образом. 20

Для измерения пирометр устанавливают перпендикулярно или под углом менее 90 к поверхности низирования (н зависимости от того, для работы под каким углом он рассчитан) . Диаф25 рагмирующее устройство 1 служит для ограничения лучистого теплового потока, испускаемого поверхностью 2 объекта измерения в полусферу в определенном угле визирования и равномерного усреднения теплового потока по площади визирования. Выходной сигнал пропорционален усредненному по площади визирования лучистому тепловому потоку, испускаемому неизотермической поверхностью (при условии линей- 35 ности характеристик приемника излучения). Правомочность такого усреднения настоящим диафрагмирующим устройством с поперечным пережимом минимальных размеров, расположенным 40 перпендикулярно продольной оси пирометра, при установке самого пирометра перпендикулярно к поверхности, подтверждается фиг.1.

Однако при расположении пирометра, изображенного на фиг.1, под углом к поверхности низирования, как следует из фиг.2, равномерность усреднения лучистого потока по площади визирования нарушается. В этом 50 .случае элемент AB видит приемЦ ,ник излучения под большим углом, чем элемент dBn . Действительно, теплообмен между элементами датчика и площади визирования для плоскостной задачи в зависимости от расстояния между ними и (при температуре объекта, намного большей температуры приемника излучения, т.е. >)Т р ) на

4 д. фиг.3 выразится:

60 г1 2).; )(@ j ) d+) B cps eq cps v2 / и =

=К, б,тес)МВсне2,- (); =е оо

Р 2, (j) где E — выходной сигнал;

Ке — удельная чувствительность приемника излучения, вт/м;. db — элементарный участок прием. ника излучения, м

dB — элементарный участок поверхности визирования, и

2. 1 — угол между нормалью к элементУ db и R; р — то же междУ dB и В.

При Tpp db dB p и Rp-const значение d E пропорционально 1/R . Из

2 2 уравнения (1) следует, что зависимость d E oT 1./R2 можно скорректироЫ вать изменением db, dB и (или) cost, Тогда уравнение такого сложного

Функционального диафрагмирующего устройства для соблюдения условия d Е=

=const выразится:

d E=N cos× (1/Р ) (2) где М вЂ” постоянный множитель;

cos%> =var или d E=MjdbdB(1/R ) (3) где М4- постоянный множитель;

dbdB=var или d"Е=М2ЙЬЙВ cos 2 (1/R ) (4) где М2 — постоянный множитель .

Коррекция с помощью cos V<, т.е. расположения поперечного пережима минимальных размеров под углом к продольной оси пирометра, представлена на фиг.5. Для dbdB диафрагмирующее устройство выполняют иэ элементарных диафрагм с различными углами визирования и направления их продольных осей (фиг.4).

Изложенные выше случаи были рассмотрены для простоты без применения конденсирующих устройств.

Настоящее диафрагмирующее устройство для пирометров излучения использовано в приборе для контроля теплообмена в пламенном пространстве ванной стеклонаренной печи.

Формула изобретения

Диафрагмирующее устройство для пирометров излучения, включающее по крайней мере три последовательно расположенные по ходу лучей диафрагмы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей пирометров за счет измерения равномерно усредненных по площади визирования лучистого теплового потока или температуры неизотермической поверхности, плоскость

I средней диафрагм, выполненной по размеру меньшей, чем крайние диафрагмы, расположена под углом к плоскости крайних диафрагм, причем, ее центр размещен н точке пересечения предельных лучей, ограниченных упомянутыми диафрагмами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Катыс Г.П. Информационные сканирующие системы, И., Машиностроение, 1975, с. 315-316.

655907

8к

Составитель Н. Горшкова

ТехРеД Н. БабУРка КоРРектоР М,Пожо

Редактор Б.Федотов

Заказ 1500/31 Тираж 765 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Ыосква, М-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4