Полезная модель рф 50320

Предложен трехканальный пирометр, каждый канал в котором содержит приемник излучения, усилитель, аналогово-цифровой преобразователь, логарифмический преобразователь. С помощью фильтров из потока излучения выделяются три спектральные составляющие на длинах волн ₁₂₃. Приемники излучения и фильтры собраны в виде пакета. Первый приемник имеет чувствительность в области длин волн =0,3-1,1 мкм и выполнен в виде фильтра, пропускающего излучение с длиной волны более 0,6 мкм. Второй приемник имеет чувствительность в области длин волн =0,6-1,1 мкм и выполнен в виде фильтра, пропускающего излучение с длиной волны более 0,6 мкм. Третий приемник имеет чувствительность в области длин волн =0,9-1,1 мкм.

Предлагаемый пирометр относится к технике измерения температур по тепловому излучению нагретых тел и может быть использован, например в металлургической промышленности для дистанционного измерения температуры расплава металла или иных материалов.

Известен трихроматический способ определения температуры, см. авт. Свид. №1791730 кл. GOI 5/60.

Указанный способ включает выделение из потока излучения трех спектральных составляющих на длинах волн ₁₂₃

Устройство по этому способу имеет объектив, монохроматическое устройство (светофильтры) для трех участков спектра и три приемника излучения, образующие три параллельных канала обработки сигналов. Перед каждым приемником излучения установлен фильтр, выделяющий из потока спектральную составляющую определенной длины волны . Все три фильтра расположены в одной плоскости, перпендикулярной оптической оси объектива. Соответственно также расположены приемники излучения. Конструкция пирометра по такому способу будет иметь большие габариты в поперечном направлении (диаметр тубуса).

Целью полезной модели является упрощение конструкции, уменьшение габаритов и повышение точности измерений.

Эта цель достигается тем, что приемники излучения расположены друг за другом, изолированы диэлектриком и собраны в виде пакета. В пакете имеется три приемника и два фильтра. Первый приемник имеет чувствительность в области длин волн, например =0,3-1,1 мкм. и выполнен в виде фильтра, пропускающего излучение с длиной волны, например, более 0,6 мкм. Второй приемник имеет чувствительность в

области длин волн, например =0,6-1,1 мкм и выполнен в виде фильтра, пропускающего излучение с длиной волны, например, более 0,9 мкм, третий приемник имеет чувствительность в области длин волн, например =0,9-1,1 мкм.

Схема пирометра приведена на чертеже.

Объектив 0 строит изображение на приемниках излучения 1, 2, 3, собранных в виде пакета П. Приемники излучения представляют собой кремниевую пластинку 5 мм толщиной 0,4 мм. Приемники 1 и 2 изолированы друг от друга диэлектриком 4, а приемники 2 и 3 - диэлектриком 5. Диэлектрики 4 и 5 выполнены в виде кольцевой прокладки, проложенной по периферии приемника. Диэлектрики 4 и 5 имеют толщину всего 0,5 мм, поэтому длина всего пакета до третьего приемника составит 1,8 мм. Объектив 0 имеет продольные аберрации нескольких видов. Поэтому в месте установки приемников возникает геометрическая аберрация, называемая аберраций дефокусировки и определяемая кружком размытия (инфракрасная термография в энергетике. А.В.Афонин, С.С.Сергеев и др., § 2.4.5 О глубине поля зрения, 2000 г.)

Это обстоятельство позволяет получать сигналы достаточной величины под воздействием излучения, падающего на каждый из трех приемников.

При использовании в пирометре в качестве информационного параметра спектрального распределения потока излучения измеряется отношение потоков излучения в двух, ограниченных различными фильтрами участках спектра:

При использовании трех участков спектра:

(Поскачей А.А., Чубаров Е.П., оптико- электронные системы измерения температуры, м. Энергия, 1979 г.)

В качестве приемников излучения применяются кремниевые фотодиоды.

Токи с фотодиодов 1, 2, 3 поступают в усилители 6а, 6б, 6в, которые затем подаются в аналогово-цифровые преобразователи 7а, 7б, 7в. Импульсы из этих блоков поступают в логарифмические преобразователи 8а, 8б, 8в, на выходе которых формируются импульсы, пропорциональные логарифм) входного сигнала по по амплитуде или длительности то А₁-Rln U₁ А ₂=Rln U₂, А₃ =Rln U₃ Эти импульсы поступают в синхронный коммутатор 9, который работает таким образом, что импульс А ₂ подается на один вход, а импульсы А₁ и А₃, например через делитель R ₁/R₂ ко второму входу коммутатора.

Указанный делитель обеспечивает деление сигнала в два раза. Эту операцию можно выполнить с помощью логических элементов вычислительной техники. Далее сигнал поступает в микропроцессор 10 и на индикатор температуры. Таким образом, на указывающий прибор поступает сигнал

Предлагаемый пирометр обеспечивает повышение точности измерений за счет цифровой обработки информации, а также за счет использования трех каналов измерения в трех различных участках спектра. Пирометр, возможно, использовать в автоматических средствах сбора информации о состоянии объектов в широком диапазоне их динамического диапазона по

параметру температуры, а также в автоматических дистанционных средствах регулирования технологическими процессами.

Трехканальный пирометр, содержащий объектив, фильтры, выделяющие из потока излучения три спектральные составляющие на длинах волн ₁₂₃, приемники излучения для каждого спектра, усилители сигналов, аналогово-цифровые преобразователи, микропроцессор и индикатор температуры, отличающийся тем, что приемники излучения расположены на одной оптической оси с объективом, изолированы друг от друга диэлектриком и собраны в виде пакета, первый приемник имеет чувствительность в области длин волн, например, =0,3-1,1 мкм и выполнен в виде фильтра, пропускающего излучение с длиной волны, например, более 0,6 мкм; второй приемник излучения имеет чувствительность в области длин волн, например, =0,6-1,1 мкм и выполнен в виде фильтра, пропускающего излучение с длиной волны, например, более 0,9 мкм, а третий приемник имеет чувствительность в области длин волн, например, =0,9-1,1 мкм.