Трихроматический пирометр с лазерным указанием области измерения температуры
Полезная модель относится к радиационной пирометрии и предназначена для контроля технического состояния транспортного средства (ТС) по бесконтактно регистрируемой температуре соответствующих элементов конструкции автомобиля.
Техническим результат направлен на повышение точности трихроматического пирометра за счет индикации (указания) области измерения температуры объекта и определения расстояния до него.
Технический результат достигается тем, что в трихроматический пирометр содержащий объектив, фотоприемники, перед каждым из которых установлен фильтр излучения, светоделительное зеркало, делящее поток излучения на две составляющие, в одной из которых установлен двухплощадочный фотоприемник, первая площадка которого для видимой части спектра, а вторая для коротковолновой области ИК - спектра; во второй составляющей потока излучения установлен одноплощадочный фотоприемник для средневолновой области ИК - спектра, перед которым расположен фильтр, ограничивающий спектральный состав средневолнового потока ИК - излучения, а между полевой диафрагмой и светоделительным зеркалом установлена оптическая система, фокусирующая поток излучения на площадки фотоприемников, полевую диафрагму, усилители сигналов каждого фотоприемника, микропроцессор и индикатор температуры, при этом в трихроматический пирометр дополнительно введены: лазерные указатели области измеряемой температуры объекта и устройство определения расстояния до объекта измерения, с возможностью передачи соответствующей информации на процессор для корректирования данных, выводимых на индикатор.
В результате применения трихроматического пирометра с лазерными указателями области измерения температуры на объекте совместно с предлагаемой возможностью для корректирования температуры в зависимости от расстояния до объекта позволят повысить точность регистрации температуры узлов и агрегатов транспортных средств.
Полезная модель относится к радиационной пирометрии и предназначена для контроля технического состояния транспортного средства (ТС) по бесконтактно регистрируемой температуре соответствующих элементов конструкции автомобиля.
Известен модуляционный радиометр инфракрасного излучения (Патент RU 
2345333, МПК G01J 5/10, 2007 г.), содержащий сигнальный и опорный каналы, каждый из которых содержит оптическую систему и оптоэлектронный преобразователь, а также оптически связанный с сигнальным и опорными каналами модулятор излучения и соединительный с выходами каналов микропроцессор, включающий блок определения разности мощностей тепловых излучений в сигнальном и опорном каналах с источником опорного излучения и блоком суммирования с модулятором, установленном перед оптической системой, где источник опорного излучения оптически связан с опорным каналом, а выход микропроцессора подключен к первому входу блока суммирования, второй выход которого соединен с опорным источником излучения.
Недостатком данного радиометра является то, что в его конструкции не учитывается удаление объекта измерения от прибора. Авторы модернизируют конструкцию радиометра не учитывая особенностей автомобильной отрасли, а именно близкого размещении друг от друга нагретых элементов конструкции автомобиля и взаимовлияния их излучений на регистрацию модуляционным радиометром конечной величины. Это подтверждает ограниченность использования предложенного технического решения.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по функциональным возможностям, является (патент RU 2347198, МПК G01J 5/00, 2007 г.) трихроматический пирометр содержащий объектив, фотоприемники, перед каждым из которых установлен фильтр излучения, светоделительное зеркало, делящее поток на излучения на две составляющие, полевую диафрагму, усилители сигналов каждого фотоприемника, микропроцессор и индикатор температуры. Во второй составляющей потока излучения установлен одноплощадочный фотоприемник. Первая площадка двухплощадочного фотоприемника имеет повышенную чувствительность в видимой части спектора, вторая в - в коротковолновой области ИК - спектра. Одноплощадочный фотоприемник имеет повышенную чувствительность в средневолновой области ИК - спектра.
Недостатком описанного трихроматического пирометра состоит в том, что при регистрации температуры не учитываются влияния некоторых факторов на измерение температуры. Первый фактор - близкое расположение предметов с различной температурой друг от друга, вследствие этого возможно наложение волн и попадание излучения не принадлежащего объекту контроля на объектив пирометра. Второй фактор - удаление объектов измерения от объектива пирометра также уменьшает точность измерения фиксируемой температуры.
Причинами недостатков трихроматического пирометра - прототипа является то, что он не предназначался для контроля технического состояния транспортных средств по регистрируемой температуре соответствующих элементов конструкции автомобиля, которые могут располагаться близко друг от друга и иметь достаточно значимую разницу температур.
Техническим результат направлен на повышение точности трихроматического пирометра за счет индикации (указания) области измерения температуры объекта и определения расстояния до него.
Технический результат достигается тем, что в трихроматический пирометр содержащий объектив, фотоприемники, перед каждым из которых установлен фильтр излучения, светоделительное зеркало, делящее поток излучения на две составляющие, в одной из которых установлен двухплощадочный фотоприемник, первая площадка которого для видимой части спектра, а вторая для коротковолновой области ИК - спектра; во второй составляющей потока излучения установлен одноплощадочный фотоприемник для средневолновой области ИК - спектра, перед которым расположен фильтр, ограничивающий спектральный состав средневолнового потока ИК - излучения, а между полевой диафрагмой и светоделительным зеркалом установлена оптическая система, фокусирующая поток излучения на площадки фотоприемников, полевую диафрагму, усилители сигналов каждого фотоприемника, микропроцессор и индикатор температуры, при этом в трихроматический пирометр дополнительно введены: лазерные указатели области измеряемой температуры объекта и устройство определения расстояния до объекта измерения, с возможностью передачи соответствующей информации на процессор для корректирования данных, выводимых на индикатор.
Отличительными признаками являются наличие лазерных указателей области измеряемой температуры объекта и устройства определения расстояния до объекта измерения, с возможностью передачи соответствующей информации на процессор для корректирования данных, выводимых на индикатор.
На чертеже представлена схема трихроматического пирометра с лазерным указанием области измерения температуры.
Предлагаемое устройство содержит:
2 объектив;
3 лазерные указатели, излучающие лучи 1;
4 полевая диафрагма;
5 модулятор;
6 электродвигатель;
7 промежуточная оптическая система;
8 светоделительное зеркало;
9 фильтр;
10 одноплощадочный фотоприемник;
11 светофильтр;
12 двухплощадочный фотоприемник;
13, 14, 15 усилители;
16 микропроцессор;
17 индикатор;
18 устройство определения расстояния до объекта измерения.
Трихроматического пирометра с индикацией области измерения температуры имеет объектив 2, в фокальной плоскости которого расположена полевая диафрагма 4, ограничивающая пучок лучей поступающих в пирометр. Лазерные указатели 3, излучающие лучи 1, размещаются по периметру объектива 2 и установлены под необходимым углом для упреждения регистрации температуры посторонних объектов. В непосредственной близости от полевой диафрагмы установлен модулятор 5, вращаемый электродвигателем 6. На оптической оси объектива 2 расположена промежуточная оптическая система 7, фокусирующая поток излучения на фотоприемники. На некотором расстоянии от оптической системы 7 под углом к оптической оси объектива установлено светоделительное зеркало 8, которое делит поток излучения на две составляющие. В одной составляющей расположен двухплощадочный фотоприемник 12, а в другой составляющей одноплощадочнй фотоприемник 10. Перед двухплощадочный фотоприемник 12 установлен светофильтр 11, а перед одноплощадочным фотоприемником 10 - фильтр 9. Выход каждого фотоприемника 10, 12 подключен к соответствующему усилителю 13, 14, 15, сигналы с которых поступают на микропроцессор 16, который управляет работой индикатора 17. В тоже время, устройство определения расстояния до объекта измерения 18, основанное на принципе работы современных дальномеров широко применяемых в отраслях промышленности, передает величину расстояния до объекта измерения в процессор 16. После чего процессор 16 по специальному алгоритму производит вычисление корректирующего температуру коэффициента и передает ее уточненное значение на индикатор 17. Алгоритм, например, может быть задан инструкцией по эксплуатации пирометра. Для корректирования температуры в зависимости от расстояния до объекта произведите замер температуры объекта с расстояния 1 см, и 1 замер с расстояния 100 см. По результатам сравнения температуры одного и того же объекта в зависимости от расстояния процессором 16 вычисляется коэффициент для корректировки температуры, выводимой на индикатор 17. Все последующие измерения температуры объекта на различном расстоянии будут автоматически корректироваться в зависимости от удаленности пирометра.
Таким образом, лазерные указатели 3, излучающие лучи 1 для упреждения регистрации температуры посторонних объектов и указывающие область измерения температуры на объекте совместно с предлагаемой возможностью модернизации пирометра для корректирования температуры в зависимости от расстояния до объекта позволят повысить точность регистрации температуры узлов и агрегатов транспортных средств.
Трихроматический пирометр с лазерным указанием области измерения температуры, содержащий объектив, фотоприемники, перед каждым из которых установлен фильтр излучения, светоделительное зеркало, делящее поток излучения на две составляющие, в одной из которых установлен двухплощадочный фотоприемник, первая площадка которого для видимой части спектра, а вторая для коротковолновой области ИК-спектра; во второй составляющей потока излучения установлен одноплощадочный фотоприемник для средневолновой области ИК-спектра, перед которым расположен фильтр, ограничивающий спектральный состав средневолнового потока ИК-излучения, а между полевой диафрагмой и светоделительным зеркалом установлена оптическая система, фокусирующая поток излучения на площадки фотоприемников, полевую диафрагму, усилители сигналов каждого фотоприемника, микропроцессор и индикатор температуры, отличающийся тем, что в пирометр дополнительно введены: лазерные указатели области измеряемой температуры объекта и устройство определения расстояния до объекта измерения, с возможностью передачи соответствующей информации на процессор для корректирования данных, выводимых на индикатор.
