Способ дистанционного измерениятемпературы

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

< >794396

Сова Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 445853 (22) Заявлено 28.12.78 (21) 2703431/18-10 (51)М Кл з О 01 g 3/00 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 22.01.81

Государственный комитет

:СССР (53) УДК 536.53 (088.8) но делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

Ю. P. Войцехов и М. М. Чернякова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ДИ СТАН ЦИО Н НОГО ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к дистанционному измерению температуры и может быть использовано, в частности, для измерения температуры объектов, находящихся под высоким напряжением или под воздействием мощных помех СВЧ.

В основном изобретении по авт. св. № 445853 описан способ дистанционного измерения температуры, заключающийся в том, что на заднюю стенку термодатчика 10 наносят контрастный рисунок и перемещением относительно диафрагмы клиновидного интерференционного фильтра по максимальному контрасту рисунка определяют длину волны, однозначно связанную с тем- 15 пературой объекта.

К недостаткам известного способа сле дует отнести повышенную погрешность в синефиолетовых участках спектра при ра- 20 боте на изооптических термодатчиках, в которых термочувствительным компонентом являются полимеры, что связано с повышенным светорассеянием полимеров по сравнению с жидкостями, и невозможность 25 реализации способа в датчиках, работающих на отражение, что объясняется тем, что рисунок на заднюю стенку можно нанести только в датчиках, работающих на

«просвет». 30

Целью изобретения является повышение точности измерения температуры.

Поставленная цель достигается тем, что при измерении температуры предлагаемым способом перемещаемый интерференционный светофильтр приводят в колебание вдоль развертки спектра.

Устройство, реализующее способ, изображено на фиг. I.

Источник 1 создает параллельный пучок белого света 2, направленный на изооптический датчик 8, установленный на объекте измерения 4. Отраженный от датчика цветной луч б, соответствующий температуре объекта, регистрируется при помощи прибора б, в канал визирования которого входят объектив 7, светоделительный кубик 8 и окуляр 9, а в канал измерения входят интерференционный светофильтр 10. спектральная диафрагма 11, фотоэлемент

12, полосовой усилитель 18 и стрелочный индикатор 14. При помощи кремальеры 15 светофильтр,10 может продвигаться по спектру мимо спектральной диафрагмы 11, а длину волны (совпадающую с диафрагмой) отсчитывают по шкале 1о при помощи указателя,17.

Спектральный узел прибора состоит из каретки фильтра 18, которая может дви794396 гаться относительно спектральной диафрагмы при помощи кремальеры 15 по жестко закрепленной направляющей 19.

Интерференционный светофильтр 10, закрепленный в оправе 20, может приводиться в колебательное движение небольшой амплитуды (втрое большей ширины диафрагмы) в окне каретки 21 вдоль линии развертки спектра при помощи вибратора, состоящего из якоря 22, катушки возоуждения 28 и возвратной пружины 241.

На фиг. 2 изображены температурноспектральная характеристика изооптического термодатчика и форма выходных сигналов фотоэлемента при трех положен11ях каретки светофильтра, где кривая 25 — зависимость полосы пропускания датчика от длины волны; Х1, 1.2, Х, — положения каретки, при которых центр полосы пропус«ания светофильтра, совпадающий с цс1::тром полосы пропускания датчика, соответственно находится левее, по центру и правее спектральной диафрагмы; Ю. — полоса пропускаиия спектральной диафрагмы; кривыс

2б, 27, 28 — напряжение на выходе фотоэлемента в положениях каретки ?:, соответственно при включенном вибраторс фильтра.

Нзме1ренис температуры осуществляется следующим образом.

Цветной луч 5 изооптическоло датч.1«а

8, длина волны которого песет IIHôîðìàц1.:ю о температуре объекта 4, улавл11зают при помощи канала визирования, состоящего из объектива 7, светоделительного кубика 8 11 окуляра 9. Оператор уточняет положение прибора таким образом, чтобы изображение датчика заполняло весь трафарет, нанесенный на переднюю грань светодел; теля 8. При этом часть олти Iecкого сигнала направляется в канал измерения.

IacIi постного луча, гопавшая в канал измерения от светоделнтеля 8, направляют на светофильтр,10, за которым установлена спектральная диафрагма П.

Если каретка светофильтра установлена по отношению к спектральной диафрагме в положение,, (см. фиг. 2), т. е. поло. са пропускания фильтра L, аходится Ia левом склоне полосы пропускания;атчи а (кривая 25), то при сканировании диафраг. мы светофильтром за ка>кды11 цикл вибра. тора оптический сигнал на выходе диафрагмы меняется с частотой колебаний ви. братора и имеет вид, по".àçàííûé на кри вой 2б.

Аналогичный вид (кривая 28) имеет оптический сигнал в положении 1 (правый склон полосы пропускания датчика) каретки светофильтра 10.

При сканировании диафрагмы в положении каретки Х (центр полосы пропускания фильтра совмещен с центром полосы иропускания датчика) амплитуда оптиче5

Зо

65 ского сигнала на выходе диафрагмы ме няется с удвоенной частотой (кривая 27).

,Признаком точной настройки прибора является появление на выходе спектральной диафрагмы оптического сигнала с частотой, равной удвоенной частоте вибратора светофильтра. Попадая на фотоэлемент 12, световой поток создает на его нагрузке (усилителе 18) с11гналы, показан. ные кривыми 2б, 27, 28.

Стрелочный индикатор 14 является простейшим стрелочным частотомером, имеющим шкалу с максимальныiY Отклоне. нием при 2/ (т. е. при удвоенной частоте колебаний фильтра). При движении свето. фильтра мимО спектральной диафрагмы при приближении к полосе пропускания появляется сигнал с частотой 1, равной частоте колебаний вибраторг, и стрелка индикатора отклоняется иа половину шка лы. При подходе к точной устансв<е исчезает сигнал с частотой f и появляется сигнал с частотой 2/, а стрелка индикатора от1;лоняется на полную шкалу.

Установив прибор при помощи «ремальеры 15 светофильтра на максимальное отклонение стрелки индикатора, отсчитывают длину волны по шкале 1б при помощи у«азателя 17 и переводят это значение в значение температуры по градуировочному графику.

Новый способ измерения температуры позволяет резко повысить точность измерения, так как при нем используется объективный параметр точной настройки 110 центр полосы пропускания датчика— появление сигнала с частотой, равной удвоенной частоте колебаний светофильтра, и исключить влияние засветки, так как прибор не реагирует на постоянный и сплошной световой фон.

Ширина спектральной диафрагмы зависит от типа интерференционного светофильтра. Например, для фильтра с;!IIc;Iep. сией 50 Л/л1м оптимальная ширина диафрагмы равна 0„35 — 0,4- 11я, соответственно колебаний фильтра x — 1,5 что легко обеспечивается электрическими вибраторами релейного типа с пита1 !eiI от сети переменного тока.

Предлагаемый способ позволяет использовать изооптические датчики, работаю1цIIå как иа «просвет», так и на «отражение», и на его основе могут быть построены 11риборы для измерения температуры с полной автоматизацией процесса *измерен11я.

Формула изобретения

Способ дистанционного измерения температуры по авт. св, № 445853, о тли ч а ющи и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, перемещаемый интерфе794396

Составитель В. Голубев

Техред, Л. Куклина

Корректор С. Файн

Ре",сктор Б. Федотов

Заказ 1756/63 Изд. № 126 Тираж 926 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» ренционный светофильтр приводят в колебание вдоль развертки спектра, Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 445853, кл. G 01 J 3!00, 04.11.72 (прототип).