Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Оптичний пірометр, що містить з'єднані між собою оптико-електронну систему, яка складається з каналу візуалізації зображення досліджуваного об'єкта, що включає в себе оптично з'єднані перший скляний об'єктив, відбивне дзеркало і дзеркальну польову діафрагму, основний оптичний канал, який зв'язаний з каналом візуалізації за допомогою відбивного дзеркала і включає в себе другий скляний об'єктив, перший сірий клин, механічно з'єднаний з першим перетворювачем «код-переміщення», оптично зв'язані дзеркальну польову діафрагму, обтюраторний диск із синхронним двигуном, апертурну діафрагму, третій скляний об'єктив і перший світлофільтр, електронний канал, який зв'язаний з основним оптичним каналом через фотоприймач і складається з послідовно з'єднаних з фотоприймачем вхідного підсилювача і МДМ-підсилювача, до входу керування якого підключені послідовно з'єднані підсилювач-формувач синхроімпульсів, фотодіод і перший світловипромінюючий діод, розташовані по обидві сторони від обтюраторного диска, електронний стабілізатор температури, що включає послідовно з'єднані датчик температури, підсилювач потужності і нагрівальний елемент, який відрізняється тим, що у нього  введені мікропроцесор, додатковий оптико-електронний канал, що складається з послідовно розташованих по оптичній осі другого світловипромінюючого діода, фокусуючої лінзи, другого світлофільтра і параболічного дзеркала, другий перетворювач «код-переміщення», другий сірий клин, третій перетворювач «код-переміщення», аналого-цифровий перетворювач, цифро-аналоговий перетворювач, дешифратор з наперед підключеним регістром, заслінка, що екранує світловий потік, яка з'єднана з другим перетворювачем «код-переміщення», інформативні входи якого об'єднані з інформативними входами першого та третього перетворювача «код-переміщення», зв'язаним з другим сірим клином, входи керування першого, другого і третього перетворювачів «код-переміщення» підключені відповідно до другого, третього і четвертого виходів дешифратора з наперед підключеним регістром числа, п'ятий та шостий виходи дешифратора підключені, відповідно, до входів установки нуля та запуску цифрового відлікового пристрою, інформативні входи регістра дешифратора об'єднані з інформативними входами мікропроцесора, цифро-аналогового перетворювача, цифрового відлікового пристрою і підключені до виходів аналого-цифрового перетворювача, входи керування якого приєднані до першого виходу дешифратора, сигнальний вхід підключений до виходу МДМ-підсилювача електронного каналу, а вихід цифро-аналогового перетворювача з'єднаний зі входом другого світловипромінюючого діода.

Текст

Оптичний пірометр, що містить з'єднані між собою оптико-електронну систему, яка складається з каналу візуалізації зображення досліджуваного об'єкта, що включає в себе оптично з'єднані перший скляний об'єктив, відбивне дзеркало і дзеркальну польову діафрагму, основний оптичний канал, який зв'язаний з каналом візуалізації за допомогою відбивного дзеркала і включає в себе другий скляний об'єктив, перший сірий кпин, механічно з'єднаний з першим перетворювачем «кодпереміщення», оптично зв'язані дзеркальну польову діафрагму, обтюраторний диск із синхронним двигуном, апертурну діафрагму, третій скляний об'єктив і перший світлофільтр, електронний канал, який зв'язаний з основним оптичним каналом через фотоприймач і складається з послідовно з'єднаних з фотоприймачем вхідного підсилювача і МДМ-підсилювача, до входу керування якого підключені послідовно з'єднані підсилювачформувач синхроімпульсів, фотодюд і перший світловипромінюючий діод, розташовані по обидві сторони від обтюраторного диска, електронний стабілізатор температури, що включає послідовно з'єднані датчик температури, підсилювач потужності і нагрівальний елемент, який відрізняється Винахід відноситься до області вимірювальної техніки і може бути застосований для виміру температур важкодоступнихтіл чи середовищ Відомий ОПТИЧНИЙ пристрій виміру температури важкодоступних чи тіл середовищ (див Назаренко Л А , Слипушенко В П , Ромоданов И С і ш // Український метрологічний журнал — 1995 — вип 1 — с 26 - 31), який містить оптичну систему, послідовно з'єднані фотоприймач, підсилювач та вольтметр тим, що у нього введені мікропроцесор, додатковий оптико-електронний канал, що складається з послідовно розташованих по оптичній осі другого світловипромінюючого діода, фокусуючої лінзи, другого світлофільтра і параболічного дзеркала, другий перетворювач «код-переміщення», другий сірий кпин, третій перетворювач «кодпереміщення», аналого-цифровий перетворювач, цифро-аналоговий перетворювач, дешифратор з наперед підключеним регістром, заслінка, що екранує світловий потік, яка з'єднана з другим перетворювачем «код-переміщення», інформативні входи якого об'єднані з інформативними входами першого та третього перетворювача «кодпереміщення», зв'язаним з другим сірим клином, входи керування першого, другого і третього перетворювачів «код-переміщення» підключені ВІДПОВІДНО до другого, третього і четвертого виходів дешифратора з наперед підключеним регістром числа, п'ятий та шостий виходи дешифратора підключені, ВІДПОВІДНО, до входів установки нуля та запуску цифрового ВІДЛІКОВОГО пристрою, інформативні входи регістра дешифратора об'єднані з інформативними входами мікропроцесора, цифроаналогового перетворювача, цифрового ВІДЛІКОВОГО пристрою і підключені до виходів аналогоцифрового перетворювача, входи керування якого приєднані до першого виходу дешифратора, сигнальний вхід підключений до виходу МДМпідсилювача електронного каналу, а вихід цифроаналогового перетворювача з'єднаний зі входом другого світловипромінюючого діода Даному пристрою властива недостатня точність виміру температури, обумовлена нелінійністю, довгостроковою і температурною нестабільністю функції перетворення фотоприймача Останнє обумовлює появу похибки від нелінійності, адитивної і мультиплікативної складових систематичної похибки Відомому пристрою також властива похибка, обумовлена впливом середовища на інтенсивність потоку випромінювання від досліджуваного об'єкта Це обумовлено тим, що відомий ю ю 55947 пристрій не забезпечує визначення коефіцієнта перепускання середовища і його урахування при визначенні дійсного значення температури Крім того всі фотоприймачі чутливі до впливу температури оточуючого середовища Це призводить до появи додаткових адитивної, мультиплікативної і нелінійної складових похибки результату вимірювань Часто застосоване на практиці термостатування фотоприймача і МДМ-підсилювача тільки частково забезпечує зменшення згаданих похибок Так як створення термостатів з похибкою термостатування ± 0,1 °К ускладнено Відомий також оптичний пірометр (Назаренко Л А , Ромоданов И С , Кисіль О М , Серпєнко П П Еталонний оптичний пірометр ЕОП-93 // Харків ДНВО "Метрологія" Український метрологічній журнал — 1996 — Вип 23 — с 46 - 48), який містить з'єднані між собою оптико-електронну систему, що складається з каналу візуалізацм зображення досліджуваного об'єкта, що включає в себе оптично з'єднані перший скляний об'єктив, дзеркало, що відбиває, і дзеркальну польову діафрагму, основний оптичний канал, зв'язаний з каналом візуалізацм за допомогою дзеркала, що відбиває і включає в себе другий скляний об'єктив, перший сірий клин, механічно з'єднаний з першим перетворювачем «код-переміщення», оптично зв'язані дзеркальну польову діафрагму, обтюраторний диск із синхронним двигуном, апертурну діафрагму, третій скляний об'єктив і перший світлофільтр, електронний канал, зв'язаний з основним оптичним каналом через фотоприймач і складається з послідовно з'єднаними з фотоприймачем, вхідного підсилювача і МДМ-підсилювача, до входу керування якого підключені послідовно з'єднані підсилювач-формувач синхроімпульсів, фотодюд і перший світловипромінюючий діод, розташовані по обидві сторони від обтюраторного диска, електронний стабілізатор температури, що включає в себе послідовно з'єднані датчик температури, підсилювач потужності і нагрівальний елемент Відомому пристрою властиві нелінійність, довгострокова і температурна нестабільність функції перетворення (ФП) фотоприймача Нелінійність характеристик призводить до появи нелінійної складової похибки результату вимірювання температури Поряд з цим, вплив ЗОВНІШНІХ дестабілізуючих факторів призводить до зміни його спектральних характеристик, що також обумовлює додаткові частотні похибки вимірювання Зазначені недоліки обмежують діапазон вимірюваних значень температур і точність вимірювання Відомий оптичний пірометр не враховує значення коефіцієнта пропущення середовища При відхиленні умов експлуатації від номінальних змінюється значення коефіцієнта пропущення середовища, в наслідок чого виникає похибка, обумовлена послабленням інтенсивності випромінювання досліджуваного об'єкта середовищем В основу винаходу покладена задача створення такого оптичного пірометра, у якому введення нових блоків і зв'язків, забезпечило б підвищення точності вимірювання температури важкодоступних тіл та середовищ при розширенні діапазону м вимірювання Поставлена задача вирішується тим, що опти чний пірометр, який містить з'єднані між собою оптико-електронну систему, що складається з каналу візуалізацм зображення досліджуваного об'єкта, що включає в себе оптично з'єднані перший скляний об'єктив, відбивне дзеркало, і дзеркальну польову діафрагму, основний оптичний канал, зв'язаний з каналом візуалізацм за допомогою відбивного дзеркала, і включає в себе другий скляний об'єктив, перший сірий клин, механічно з'єднаний з першим перетворювачем «код-переміщення», оптично зв'язані дзеркальну польову діафрагму, обтюраторний диск із синхронним двигуном, апертурну діафрагму, третій скляний об'єктив і перший світлофільтр, електронний канал, який зв'язаний з основним оптичним каналом через фотоприймач і складається з послідовно з'єднаними з фотоприймачем вхідного підсилювача і МДМ-підсилювача, до входу керування якого підключені послідовно з'єднані підсилювач-формувач синхроімпульсів, фотодюд і перший світловипромінюючий діод, розташовані по обидві сторони від обтюраторного диска, електронний стабілізатор температури, що включає в себе послідовно з'єднані датчик температури, підсилювач потужності і нагрівальний елемент, згідно винаходу, у нього введені мікропроцесор, додатковий оптико-електронний канал, що складається з послідовно розташованих по оптичній осі другого світловипромінюючого діода, фокусуючої лінзи, другого світлофільтра і параболічного дзеркала, другий перетворювач «кодпереміщення», другий сірий клин, третій перетворювач «код-переміщення», аналого-цифровий перетворювач, цифро-аналоговий перетворювач, дешифратор з наперед підключеним регістром, заслінка, що екранує світловий потік, яка з'єднана з другим перетворювачем «код-переміщення», інформативні входи якого об'єднані з інформативними входами першого та третього перетворювача «код-переміщення», зв'язаним з другим сірим клином, входи керування першого, другого і третього перетворювачів «код-переміщення» підключені ВІДПОВІДНО до другого, третього і четвертого виходів дешифратора з напередпідключеним регістром числа, п'ятий та шостий виходи дешифратора підключені, ВІДПОВІДНО, до входів установки нуля та запуску цифрового ВІДЛІКОВОГО пристрою, інформативні входи регістра дешифратора об'єднані з інформативними входами мікропроцесора, цифроаналогового перетворювача, цифрового ВІДЛІКОВОГО пристрою і підключені до виходів аналогоцифрового перетворювача, входи керування якого приєднані до першого виходудешифратора, сигнальний вхід підключений до виходу МДМпідсилювача електронного каналу, а вихід цифроаналогового перетворювача з'єднаний зі входом другого світловипромінюючого діоду Запропоноване технічне рішення оптичного пірометра з автоматичною корекцією систематичних похибок забезпечує виключення нелінійної, мультиплікативної і адитивної складових систематичної похибки вимірювання за рахунок введення нової сукупності функціональних блоків, які разом з іншими функціональними блоками забезпечують досягнення технічного результату Завдяки запровадженню сірого клина з третім перетворювачем «код-переміщення» забезпечується визначення 55947 коефіцієнта перепускання середовища, що додатково підвищує точність вимірювання Завдяки впровадженню в оптичний пірометр заслінки, що екранує світловий потік, яка керується за допомогою другого перетворювача «код-переміщення» додаткового оптико-електронного каналу забезпечується формування корегуючих світлових потоків 2, ,5 для реалізації метода надлишкових вимірювань температури з автоматичною корекцією систематичних похибок При цьому, одержані результати проміжних випромінювань інтенсивності корегуючих світлових потоків разом з результатом вимірювання інформативного світлового потоку дають можливість обчислити дійсне значення напруги згідно з запропонованим рівнянням числових значень та одержати результат, в якому відсутні адитивна, мультиплікативна і нелінійна складові систематичної похибки Введення мікропроцесора, цифроаналогового перетворювача та дешифратора з наперед підключеним регістром забезпечує можливість автоматичного керування процесом вимірювання та керування виконавчими пристроями оптичного пірометра Завдяки підключенню цифроаналогового перетворювача стало можливим автоматичне завдання значень інтенсивностей СВІТЛОВИХ ПОТОКІВ 2, Фз З В С К Ю ТОЧНІСТЮ И ОО На кресленні показана структурна комбінована схема оптичного пірометра Оптичний пірометр містить з'єднані між собою оптико-електронну систему 1, що складається з каналу візуалізацм зображення досліджуваного об'єкта 2, що включає в себе оптично з'єднані перший скляний об'єктив 7 (СО1), дзеркало 8, що відбиває, і дзеркальну польову діафрагму 9 (ДНД), основний оптичний канал 3, зв'язаний з каналом візуалізацм 2 за допомогою дзеркала 8, що відбиває, і включає в себе оптично зв'язані другий скляний об'єктив 10 (СО2) та перший сірий клин 11 (СК1), механічно з'єднаний з першим перетворювачем «код-переміщення» 12 (ПКП1), оптично зв'язані дзеркальну польову діафрагму 9, обтюраторний диск 13 (ОД) із синхронним двигуном 14 (ДВ), апертурну діафрагму 15 (АД), третій скляний об'єктив 16 (СОЗ) і перший світлофільтр 17 (СФ1), електронний канал 4, зв'язаний з основним оптичним каналом 3 через фотоприймач 18 (ФП) і складається з послідовно з'єднаними з фотоприймачем 18, вхідного підсилювача 19 (УС1) і МДМпідсилювача 20 (УС2), до входу керування якого підключені послідовно з'єднані підсилювачформувач синхроімпульсів 21 (ФІ), фотодюд 22 (ФД) і перший світловипромінюючий діод 23 (СД1), розташовані по обидві сторони від обтюраторного диска 13, електронний стабілізатор температури 5, що включає в собі послідовно з'єднані датчик температури 24 (ДТ), підсилювач потужності 25 (УСЗ) і нагрівальний елемент 26, мікропроцесор 27 (МП), додатковий оптико-електронний канал 6, що складається з послідовно розташованих по оптичній осі другого світловипромінюючого діода 28 (СД2), фокусуючої лінзи 29 (Л), другого світлофільтра ЗО (СФ2) і параболічного дзеркала 31, крім того оптичний пірометр містить другий перетворювач «кодпереміщення» 32 (ПКП2), другий сірий клин 33 (СК2), третій перетворювач «код-переміщення» 34 (ПКПЗ), аналого-цифровий перетворювач 35 (АЦП), цифро-аналоговий перетворювач 36 (ЦАП), дешифратор 37 з напередпідключеним регістром (ДШ), заслінка 38, що екранує світловий потік, (ЕЗ), яка з'єднана з другим перетворювачем «кодпереміщення» 32, інформативні входи а, Ь, сякого об'єднані з інформативними входами а, Ь, с першого 12 та третього 34 перетворювача «кодпереміщення», зв'язаним з другим сірим клином 33 (СК2), входи керування першого 6, другого 32 і третього 34 перетворювачів «код-переміщення» (ПКП1, ПКП2 і ПКПЗ) підключені ВІДПОВІДНО ДО ВИХОДІВ є, f І g дешифратора 37 з напередпідключеним регістром числа (ДШ), виходи k та 1 дешифратора 37 підключені, ВІДПОВІДНО, до входів установки нуля та запуску цифрового ВІДЛІКОВОГО пристрою 39 (ЦВП), інформативні входи регістра дешифратора 37 об'єднані з інформативними входами мікропроцесора МП 27, цифро-аналогового перетворювача ЦАП 36, цифрового ВІДЛІКОВОГО пристрою ЦВП 39 і підключені до виходів аналогоцифрового перетворювача АЦП 35, входи керування якого приєднані до виходу m дешифратора 37, сигнальний вхід підключений до виходу МДМпідсилювача 20 електронного каналу 4, а вихід d цифроаналогового перетворювача ЦАП 36 з'єднаний зі входом другого світловипромінюючого діоду (СД2) 28 Дзеркальна польова діафрагма 9 має діаметр отвору 2мм Для виділення світлового потоку в заданій спектральній області використовуються світлофільтри 17, ЗО з довжиною хвилі 656нм і шириною смуги перепускання Юнм їх ПІКОВІ перепускання дорівнює 60% У якості фотоприймача 18 застосований кремнієвий фотодюд ФД-288 Пристрій працює наступним чином Весь процес виміру дійсного значення температури містить у собі п'ять тактів виміру і два такти обробки отриманих результатів Після включення живлення і прогріву оптичного пірометра усі функціональні блоки ЦВП 39 встановлюються у вихідний стан За допомогою імпульсу установки нуля, формованого МП 27, АЦП 35 також встановлюється у вихідний стан Після натискання кнопки «Пуск», на МП 27 надходить сигнал початку вимірів По команді з мікропроцесора МП 27, заслінка ЕЗ, що екранує світловий потік, 38 закривається, а сірі клини СК1 11 і СК2 33 встановлюються в крайнє нижнє положення У пам'яті мікропроцесора МП 27 зберігаються коди чисел No і N-i, що відповідають каліброваним за значеннями інтенсивностей збільшенню світловому потоку ДФо і світловому потоку Фі Коди чисел No і Ni одержують у результаті калібрування фотоприймача ФП 18 за допомогою стандартних джерел білого світла з нормованими характеристиками Крім того, у пам'яті МП 27 занесена програма виконання заданої послідовностей операцій Вона забезпечує функціонування оптичного пірометра як єдиного програмно-технічного засобу виміру, а також обробку результатів проміжних вимірів по заданому рівнянню числових значень У вихідному стані ЦВП 39 показує нульовий результат вимірів У першому такті вимірів заслінка ЕЗ, що екранує світловий потік, 38 знаходиться в закритому 55947 стані Світловий ПОТІК на вхід фотоприймача ФП 18 не надходить У результаті за допомогою фотодюда ФД 22 в електричний сигнал u'Hi(t) перетвориться нульове значення інтенсивності світлового и Т 8 потоку Після посилення його по амплітуді, демодуляції й інтегрування постійне напруги Ui = д и с н (2n-1)smQ dt = 2п-1 п=1 0 де Фоо - світловий ПОТІК з нульовим значенням інтенсивності Joo, тобто {Joo} - 0, u''Hi(t) - посилений у кус раз сигнал u'Hi(t), к - коефіцієнт пропорційності перетвориться в код числа N4 за допомогою АЦП 35 і надходить до пам'яті мікропроцесора МП 27 В другому такті виміру МП 27 формує сигнал керування на вхід ЦАП 36 Це приводить до появи струму першого заданого значення, що протікає через другий світловипромінюючий діод СД2 28 Останній генерує калібрований за значенням інтенсивності світловий потік Фг, дорівнює різниці двох каліброваних за значенням інтенсивності світлових потоків Ф1 і ДФо Після проходження через додатковий оптико-електронний канал 6, другий скляний об'єктив СО2 10, дзеркальну польову діафрагму ДПД 9, цей потік модулюється обтюраторним диском ОД 13 Обертання обтюраторного диска ОД 13 з частотою 12,5Гц забезпечується синхронним двигуном ДВ 14 типу ДСМ, що підклюи Т о _1_ _ * (2n-1)sinQ 2 dt = + 2п-1 2 * за допомогою АЦП 35 перетвориться в код числа N5, що надходить у МП 27, де запам'ятовується В третьому такті виміру МП 27 формує другий сигнали керування ЦАП 36 Це приводить до появи другого заданого значення струму через другий світловипромінюючий діод СД2 28 В результаті чого він стане випромінювати світловий потік Фз Калібрований по інтенсивності світловий потік - і } '' 3 - т J u нз 1 2 + д и с м ) = кди , см чений до стабілізованого джерела живлення Світловий потік 2, промодульованний з частотою 12,5Гц, через апертурну діафрагму АД 15, третій скляний об'єктив СОЗ 16, перший світлофільтр СФ1 17 надходить на фотоприймач ФП 18, підключений до вхідного (узгоджуючого) підсилювачу УСІ 19 3 іншого боку, за допомогою оптопари, що складається з першого світловипромінюючого діода СД1 23 і фотодюда ФД 22, які розташовані по різні сторони обтюраторного диска ОД 13, світловий потік перетвориться в перемінну електричну напругу На виході ФІ 21 формуються синхроімпульси, що керують роботою підсилювача УС2 20 типи «модулятор-демодулятор» (МДМпідсилювач) Останній забезпечує посилення вихідного сигналу напруги u'H2(t) фотоприймача ФП 18 у задане число к ус раз при ВИСОКІЙ стабільності нуля (малого дрейфу нуля) підсилювача УС2 20 Постійна часу інтегрування підсилювача УС2 установлена рівної Т « 15 сек Вихідна напруга УС2 20 (2) Фз, дорівнює сумі двох каліброваних за значеннями інтенсивності світлових потоків Фі і ДФо, аналогічним образом, як і в другому такті, проходить через оптичну систему і надходить на фотоприймач ФП 18 Після перетворення світлового потоку Фз в електричний сигнал іїнз0:) модуляції, посилення його по амплітуді в к ус раз, демодуляції й інтегрування, вихідна напруга підсилювача УС2 20 2 ^(2n-1)sinQ dt = 0,5k + п 2. ус' 2 п _ 1 де u"H3(t) - посилений у кус раз сигнал іїнз0:), за допомогою АЦП 35 перетвориться в код числа N6 і запам'ятовується відповідне значення напруги ІІз в пам'яті мікропроцесора МП 27 У четвертому такті виміру відновлюється дія інформативного світлового потоку Фх(Я-), що відповідає температурі Тх, на поверхню чутливого елемента фотоприймача ФП 18 Це здійснюється шляхом відкриття заслінки ЕЗ, що екранує світловий потік, 38 по команді з мікропроцесора МП 27 при незмінному струмі через другий світловипро (1) (3) мінюючий діод СД2 28 При цьому на фотоприймач ФП 18 надходить світловий потік як від нагрітого тіла, так і від світловипромінюючого діода СД2 28 Причому значення інтенсивності світлового потоку Фз дорівнює сумі значень інтенсивності світлового потоку Ф х і світлового потоку Фз Отриманий перший сумарний світловий потік Ф4, модулюється, перетвориться в електричний сигнал u'H4(t), підсилюється по амплітуді в кус раз, демодулюється й інтегрується Отримане вихідне напруги підсилювача УС2 20 и Т н4 (t) 2n-1 0 де u"H4(t) посилений у к ус раз сигнал u'H4(t), за допомогою АЦП 35 перетвориться в код числа N71 запам'ятовується в пам'яті МП 27 У п'ятому такті виміру по команді з МП 27 через ЦАП 36 на світловипромінюючий діод СД2 28 встановлюють струм другого заданого значення На фотоприймач ФП 18 надходить промодульований з частотою 12,5Гц світловий потік від нагрітого (4) тіла і від світловипромінючого діода СД2 28 Інтенсивність світлового потоку 5, що надходить на фотоприймач ФП 18, дорівнює різниці значень інтенсивності світлових потоків Ф х і Фг Після перетворення промодульорованого світлового потоку Фб в електричний сигнал u'H5(t), посилення його по амплітуді в кус раз, демодуляції й інтегруванні, на виході підсилювача УС2 20 одержують напруга J_ т 2 + 2 ~ (2n-1)sinQ _ 2n-1 ^ = 0,5kvc(SHO| де u"H5(t) - посилений у кус раз сигнал u'H5(t), яке за допомогою АЦП 35 перетвориться в код числа N4 і запам'ятовується в пам'яті МП 27 У шостому такті, за допомогою мікропроцесо (5) pa МП 27 проводиться обробка отриманих результатів отриманих вимірів ВІДПОВІДНО ДО рівняння числових значень N9=3NoNi N7+N8-2N4 N (6) Ni((N7-N8)-(N6-N5)) + 3No(N5+N6-2N4) Потім ПО електронних таблицях ВІДПОВІДНОСТІ занесеним у пам'ять значенням N3" СВІТЛОВІ ПОТОКИ по коду числа N визначається дійсне значення Фз Сигнал неузгодженості у виді коду числа ДЫг, температури Тх об'єкта, що виводиться на табло пропорційний значенню {ДФг} = {Фх} - {Фз} СВІТЛОВІ ЦВП39 потоки ДФг, подається на входи третього перетвоОсобливістю схемотехнічного рішення оптичрювача "код - переміщення" ПКПЗ 34 За допомоного пірометра є те, що для температурної стабігою третього перетворювача "код - переміщення" лізації характеристики фотоприймача ФП 18 і доПКПЗ 34 здійснюється подальше переміщення сягнення заданої точності, додатково другого сірого клина СК2 33 й ослаблення інтенсивикористовується термостатування Для цього вності світлового потоку Ф х і до інтенсивності світвикористовується електронний стабілізатор темлового потоку ФХ2, при якому забезпечується рівператури 5, що складає з датчика температури ДТ ність значень інтенсивностей світлових потоків ФХ2 24, підсилювача УСЗ 25 і нагрівача 26 У якості і Фг (тобто до моменту часу, коли NX2 = N3" чи ДІЧі останнього використовується потужний транзис= 0) Отримане положення сірого клина СК2 33 тор фіксується у виді коду числа N2 і запам'ятовується У оптичний пірометр, структурна схема якого МП 27 приведена на кресленні, передбачене також внеПісля виконання зазначених операцій вимірів і сення виправлення в результат вимірів дійсного порівнянь, за допомогою МП 27 визначається різзначення світлового потоку від нагрітого тіла в ниця заданих і отриманих кодів чисел N3" і N2", Ni і залежності від значення коефіцієнт пропущення N2 По відношенню отриманих значень різниць ДЫг середовища і ДІЧ1 визначається коефіцієнт перепускання виУ визначені цикли вимірів температури процес промінювання середовищем, тобто вимірів після шостого такту не завершується Це зв'язано з необхідністю визначення значення коефіцієнта пропущення середовища Процес визнаОтримане значення Ng світлового потоку Ф х чення кпр полягає в наступному Результат виміру зменшують у кпр раз (к у с < 1), а по отриманому ресвітлового потоку Ф х у виді коду числа N порівнюзультаті Ng' = Ng/knp і по електронних таблицях ється в МП 27 із раніше занесеним в пам'ять реВІДПОВІДНОСТІ судять про дійсне значення темперазультатом виміру світлового потоку Фг у виді коду тури Тх числа N2" Сигнал неузгодженості у виді коду чисКалібрування оптичного пірометра здійснюла ДІЧ-і, пропорційний значенню світлового потоку ється, ВІДПОВІДНО до записаного в пам'ять МП про{ДФі} = {Фх} - {Фг}, подається на входи третього грамі, у такий спосіб перетворювача "код-переміщення" ПКПЗ 34 За Для цього за допомогою фізичної моделі абдопомогою третього перетворювача "код - пересолютно чорного тіла АЧТ, нагрітої до температуміщення" ПКПЗ 34 здійснюється переміщення сірори І2, потім Тз' і Т4', формуються (калібровані і го клина СК2 33 до моменту рівності значень інтестабільні по інтенсивності в заданому інтервалі нсивності світлового потоку Ф х і від досліджуваного довжин хвиль) СВІТЛОВІ потоки Ф-і, Фг і Фз Інтенсиоб'єкта (ДО) і значенню інтенсивності світлового вності цих потоків вимірюють за допомогою зразпотоку (від СД2) Фг (тобто до моменту часу, коли N кового чи еталонного пірометра Отримані в межах = N2" чи ДІЧі и 0) Отримане положення сірого клидинамічного діапазону напруги и'г, ІІ'з і UV, ЩО у на СК2 33 фіксується й у виді коду числа Ni запавиді кодів чисел N'2, N'3 і N'4 запам'ятовуються в м'ятовується МП 27 пам'яті МП 27 У цьому випадку мають місце наступні співвідношення У наступному такті визначається коефіцієнт пропущення середовища Ослаблений за допомогою другого сірого клина СК2 33 світловий потік ФХ2 від ДО й у виді коду числа Nxi порівнюється з (4 9) (4 10) (4 11) де {Snp} - значення крутості перетворення світлового потоку в напругу Потім здійснюється вимір інтенсивності світлових потоків Ф-і, Фг і Фз за допомогою каліброваного цифрового оптичного пірометра Результати вимірів запам'ятовуються у виді кодів чисел N2", N3" і N4" Потім на другий світловипромінюючий діод СД2 28 по черзі подають напруги и'г, и'з і UV, вимірюють інтенсивності світлових потоків Ф'і, Ф'г і Ф'з Отримані результати вимірів (N"2, N"3 і N"4) порівнюють з результатами вимірів N"2, N"3 і N"4 світлових потоків Ф-і, Фг і Фз від моделі АЧТ У випадку відхилення отриманих результатів вимірів, змінюють значення обраних напруг и'г, и'з і UV до значень напруг U'2, ІІ"з і І А , 12 11 55947 при яких забезпечується рівність кодів результатів Таким чином, запропоноване технічне рішення вимірів світлових потоків від АЧТ і СД2 28, тобто оптичного пірометра забезпечує не тільки автомадо забезпечення рівностей N2" " N2'", N3" = N3'" і N4" тичне виключення систематичної погрішності ре= N4'" Процес калібрування здійснюють періодичзультату визначення дійсного значення темперано, наприклад, один раз у годину тури нагрітого об'єкта, у тому числі і погрішності від нелінійності, але і визначенні й облік значення Необхідно відзначити, що такти визначення коефіцієнта пропущення середовища, завдяки значення коефіцієнта пропущення середовища чого підвищується точність вимірювання темперавиконуються одночасно з калібруванням оптичного тури важкодоступних тіл чи середовищ при розпірометра чи незалежно, по заданій програмі, наширенні діапазону и вимірювання приклад, один раз за 3 - 5 годин безупинної роботи оптичного пірометра Фіг. Підписано до друку 05 05 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Optical pyrometer

Автори англійською

Kondratov Vladyslav Tymofiiovych

Назва патенту російською

Оптический пирометр

Автори російською

Кондратов Владислав Тимофеевич

МПК / Мітки

МПК: G01K 7/00, G01J 5/08

Мітки: оптичний, пірометр

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/6-55947-optichnijj-pirometr.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Оптичний пірометр</a>

Подібні патенти