Устройство для измерения температуры внутренних стенок рабочей камеры лазера на парах металла
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.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
3 И Е
РЕСПУБЛИН
„„SU„, 993710
3(5g С 01 S 5 20
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " пульсного напряжения
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2964662/18-25 (22) 15.07.80 (46) 23.07.84. Бюл. К- 27 (72) Л.Б.Директор, А.В.Карасев, M.M.Маликов, В.Я.Менделеев, В.М.Рязанский, С.Н.Сковородько и В.А.Фомин (53) 531.211(088.8) (56) 1.Попов M.M. Термометрия и калориметрия. М., "Мир", 1954, с. 85.
2. Гордов A.Н. Основы пирометрии.
M., "Металлургия", 1971, с. 270 (прототип). (54)(57) 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, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры, система синхронизации содержит источник света, прерыватель, фотоприемник и схему совпадения, при этом прерыватель выполнен в виде неподвижного и вращающегося соосных дисков из непрозрачного материала, расположенных между фотоприемником и источником света, а также между окном рабочей камеры и пирометром, неподвижный диск имеет два отверстия — первое и второе, а вращающийся диск имеет отверстия, центры которых расположены на одном расстоянии от центра,циска, равном расстоянию от центра первого отверстия до оси неподвижного диска, вращающийся диск снабжен выступающими за его периметр лепестками, центр каждого лепестка сдвинут относительно центра соответствующего ему отверстия того же диска на угол, рав— ный по величине и знаку угловому сдвигу центра второго отверстия в неподвижном диске относительно центра первого, угловой размер каждого лепестка больше суммы угловых размеров соответствующего ему отверстия
Ф во вращающемся диске и обоих отверстий в неподвижном диске, радиальные расстояния до центра второго о-.верстия неподвижного диска равно радиальному расстоянию до центра лепестка, причем центры первого отверстия в неподвижном диске расположены на од в 1 © ной оптической оси пирометра, центры источника света, второго отверстия в неподвижном диске и фотоприемника расположены на другой оптической оси, а выход задающего генератора соеди,нен с первым входом схемы совпадения, выход фотоприемника соединен с вт хрыч входом схемы совпадения, выход которой соединен с входом генератора им9 <) )
Иэобрет(>1 ис от!t< с.итcR к >it T}f(>< с-. кОй пиром стp if!1 болР 1 От!к j> E т и(1< устройс тву для измерения тем»Яр,lTóp!R
F3l! <» 3 pC If}
) г эовлно в высокотемперлтурных пмпул;,с. ных лазерах для измерения и кBIITI)OJIR темпе-, атуры внутренней стеt!KF< р;гтр>3;(ной камеры во время p»áîòû )!аэера.
ИЗВЕСТНО УГТРОйСТВО Д IR Itзме Рс и!(я
Т (М П Р P Л Т "P Ы Н Л Г Р Е T Ы Х Т Е Л, Г О, <, Р 1> ж;1 Ш c < Е тс j>м<>п(31 и пэмсpитг7bffуM схРму (11с ;(Oстл1 ком указ лнногО v(тp<)ЙГ г ва является то, чтс> при измерении температуры внутре!! }! Hx с тенок к лмсг ы
lI 5 ллэеРЛ в Рабочем Режиме IloKclB<3HI!R
ГИЛЬ«О IICK B>KBt(>TCR ИЭ вЂ” Л ЭЛ(К 1 рН»Е Сlс ИХ помех, II 1 »(>0 l7E -E (> IH 3 f(!3! t TE> X }IH 2(1 ния температуры внутренних стенок рабочей клмерь. лл !cpB i!B ltipBX метялла, содержет!цее генератор их!пульс}того напряжения, задающий ге нерлтор, пиРОМЕтР И СИСТЕМУ ГИHXPO!!H3ñè(»«ЧОМ(,Í вЂ”25 та ПОДЛЧИ ИМГ(УЛЬСОЛ ПЛ )P Недостатком укя та!! О >. Устройгт>!л яв(тяется невозможпогт! с>тil .<:с:нпя излучения нагретых с: FP Ок рабочей <т камеры от фс на, создан(tcct<>t 0 ..-- О,бстве иным излу (Гнием и:ti33Kf}>l, «(o»pиВо— дттт к <>ц!Ибке при прот>едг:(ти< темперл— тур ных из ме р е н 1гй . 11с(т<>ю иэ о оp 01 с 1 1lя,l п tяе тс я п<>н(> шение точности измере:l!R ;гмперлтуPbt . J К >R ЯННЛЯ IICJ(b FIOC . I!I IР(СЯ ТСМ > что (уг1ройстпе (1(я пзмгре:;ия тел(— перлтуры внутренних стенок рлбочей камеры лазера -B парах <р TH<7)t!3, co— 40 держащем генератор импу: ьснс г(> !!;31(pR жения, 3!цт!й генерлтор, ппромс тр и систему (инхронпэлпии момс нта -. о— дл чи }(мг(5>(}> Г ОВ пл пряже н HR Г момент >и измерен:-:я, система сиf)(ронизации содержит источник света, прерыватель, фотопрпемник;т Схему с.o}3tl;3!3=!IHR, пр>этом прерывятсл" Hhl(fc!. не«В гти<те не— подвижного и вря!цл}о:цегося Гоосных ДИ(КОI Иэ t>PIIPO3PB 1;Ррвое и второе, ИМР E . Т О 1< В Р (> () Т ИЯ II (! l 1pl 1 к от О ре>lх р а(. ПО (10>t Рл ди<; л, P ãl «<) .l Расс Ti><1}i! 1«> î T !1<3}fтi е р В О г 0 Р т I! Р р (1 и я I 0 О с и и Р и 0 д Б иж но< о Диска Hj> iltl, 3!R!Ii«>IГЯ, <НГк снлбжен вы<.туг(ающимп 1, Рго пс риметр лепесткэмп> центр,(t+,>()I < лс !1(гткл с;твинvT ОТ l!OC ИТЕЛЬ(!О П Р « 1 Р Л Г 001 В Р Т Г ТВ>>t<>tt(P> Г О ем, Отверстия тс г(»K(диска ня угол, ПЛН:и и HO ВЕ)(»с(И .(И НаКУ V Г(101< <>I", c;1i П Е >ВО} 0 > ) (ЛОВОИ Рс1 .3 >l<>P К с3ЖДО Г 0 (P lte<:ткл больше суммы угловых размеров со< тветствуюгцего ему Отверстия во «j>ElUtBtcщемся диске и обоих отверст}п1 в неподвижном диске, рлдиальпос рас— ст;<яние до центра второго отверг-.ия (ЕПО((ттпж}3ОГО }(И< Ка РЛВНО Рс ЕИЛЛЬНОМУ )Зс(ТОЯНIСЮ ДО iIE HTPB .IЕПРСТКЛ, l!PH чем IIE>итры псрвог<> Отвер<.тия B > .Рпод— вижном диске распо Ноже!Я.i на оптин есв кой oc» пирометрл, цент<>ы Hcòочника света, второто отверстия В неподвижном диске и фотоприемти кл рлгположе— ны ня другой оптической Оси, л выход злт(аюшего генерлтора гоеди«eii Г l>ep— t3ым вхОДОM схРмь! ГОBпл ц pl! ия е>ыхО,I фотоприемника соединен г Вторым Вхо— ДОМ СХЕМЬ(СОВПЛ IPI!HR, ВЫХО (K(> ГОР«П соединен с входом гptfpj>Bторл:1(п"-тьс>ii)1 ) напряжения . (1Л фиг. 1 показана б7ок Гхе<.1:l vcT рой(.тва, на фиг. 2 — пj)0<.тp 3«с THP!1}!ОP рлгположение э IEMpHTO}) устройства, устройство содержит опти(егкий и <рометр 1, Схему управления, вк:по(<<>шую прерыватель, р аг положе нный э я пи» 0 iE ТрОМ 1, })ht(ICJIHPHHbtff R F!HJIP. Г(7 .::-! 0 pBC(1070>t }тик 6> схему 7 совпадения, соединеннук; электрически с фотоприемником 6 и а„тающим генератором с>,, причем вы— ход гхемы 7 совпадения соединен элект ри:ески с генератором 9 импульсного, tfBfip} жения. Бысокотемттерятурная рабочаг камера 10 лазера с электродами 11 подсоединена к генератору 9 импульсно(О напряжения. Диски 2 и 4 выполиены из непрозрачного материала, например из металла. Неподвижный диск 4 имеет два отверстия 12 и 13 (первос .2 и второе 13). Ценгры первого oTt>åðcTèR 12, окна рабочей камеры 10 ля ера и объектива пиром(тра 1 ряспо; Ожены на одной оптической оси, Центры источника 5 света, второгс отверстия 13 и фотоприемника 6 рас— 110 г!Оже н}>! нл jlpv I ÎÉ Оп ИчР(к ОЙ (> с и . 993710 fl УО Врапающийся диск 2 имеет отверстия 14, центры которых расположены на одном расстоянии от центра диска 2, 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 4, равный по величине углу 10 между отверстиями 12 и 13 неподвижного диска 4. Угловой размер каждого лепестка 3 Ч больше суммы угловь1х размеров, соответствующего ему отверстия 14 во вращающемся диске 2 и обоих отверстий и в непод1 Z вижном 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 25 излучение от внутренней стенки рабо— чей 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 источни30 ка 5 света не попадает на фотоприемник б, при этом сигнал с фотоприемника б 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 электроцы !1 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) стен-3 ка 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 вьщает сигнал на залуск 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 исклю2 чения влияния излучения плазмы на измерения, а также проследить динамику изменения этой температуры во времени. Составитель Д. Бакланов Редактор П. Г орькова Техред С.Мигунсва Корректор Л. Пилипенко Закан 5499 Тираж 823 Подписное В11ИИПИ Государственного коиитета СССР по делам изобретений и бгкрытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4
