Пирометр цветовой температуры

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства № 151068

Заявлено 21.Х11.1971 (№ 1727996/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 23.111.1973. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания ЗХП.1973

М. Кл. С 01j 5/60

Комитет по лелем изобретений н открытий при Совете Министров

СССР

УДК 536.521:621.383 (,088.8) Авторы изобретения

Д. Я. Свет и Е. Д. Глазмаи

Институт металлургии им. А. А. Байкова

Заявитель

ПИРОМЕТР ЦВЕТОВОИ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к области пирометрии и может быть использовано при измерении цветовых температур методом спектрального отношения потоков спектрального излучения.

В известном цветовом пирометре с амплитудно-временным преобразованием, цветовая температура определяется логарифмом отношения потоков излучения и вычисляется по разности длительностей экспоненциальных импульсов, ограниченных по амплитуде.

Такой пирометр имеет недостаточно большой динамический рабочий диапазон. Это затрудняет измерение в широком температурном интервале, так как амплитуды импульсов, пропорциональные спектральным лучистостям, растут с температурой черезвычайно быстро по закону Вина-Планка.

Цель изобретения — расширение температурного диапазона, повышение точности измерений.

Это достигается использованием в амплитудно-временном преобразователе-логометре цветового пирометра амплитудного ограничения экспоненциальных импульсов тока с помощью усилителя-ограничителя со следящим порогом ограничения, на выходе которого прямоугольные импульсы имеют длительности, определяемые логарифмами соответствующих спектральных яркостей.

Длительности прямоугольных импульсов на выходе логарифмического преобразователя определяются только отношением амплитуд экспоненциальных импульсов на его входе и в широких пределах не зависят от их абсолютной величины.

На фиг. 1 показана блок-схема предложенного пирометра; на фиг. 2 — схема логарифмического преобразователя.

10 На выходе фотоэлектрического приемника 1 излучения в общем случае формируются трапецеидальные импульсы с амплитудами, пропорциональными обеим спектральным лучистостям («красной» и «синей»). Далее эти им15 пульсы дифференцируются с помощью дифференцирующей цепи 2 и после усиления в блоке 8 подаются на измерительную часть схемы, состоящую из импульсного логарифмического преобразователя 4, синхропереключа20 теля 5, интегрирующих цепей б и 7 и измерительного прибора 8.

Логарифмический преобразователь работает следующим образом.

Под действием отрицательных импульсов

25 переключается транзистор, конденсатор С1 заряжается током базы через сопротивление R<.

В течение той части времени, когда переход база-эмиттер заперт, конденсатор С, разряжается через сопротивление R2. Вследствие то30 го, что сопротивление цепи заряда R> и разря875498 (2).

20 (I) т, = — 111

1 1-1т, Up

1 т,, = — In

Uo (2) 25 где У =К,.b, — амплитуда первого импульса на входе усилителя-ограничителя;

У = К (Ь2 — амплитуда второго импульса на входе усилителя-ограничителя;

К вЂ” коэффициент усиления усилительного тракта; и (2 — коэффициенты, определя- 35 ющие спектральную характеристику фотоэлемента в диапазоне используемых светофильтров;

b и b2 — интенсивности излучения 4р измеряемого объекта, соответственно для длин волн в «красной» и «синей» частях спектра; да R2 не одинаковы, конденсатор С, оказывается заряженным до некоторого постоянного напряжения UÄ ko opoe является дополнительным динамическим пороговым смешением.

При превышении током базы уровня, при котором происходит переключение усилителяограничителя, динамическое смещение U„линейно связано с величиной входного сигнала.

Это позволяет значительно расширить динамический диапазон, который с одной сторо- 10 ны ограничивается минимальным током, необходимым для переключения транзистора, а с другой — величиной допустимого обратного напряжения Uq, или величиной прямого тока через переход база-эмиттер.

В коллекторе транзистора усилителя ограничителя формируются импульсы, длительности которых определяются выражениями (1), 1.ц — уровень динамического смещения на базе усилителя-ограничителя;

2: — постоянная времени

RC цепи формирования экспоненты.

Прямоугольные импульсы, соответствующие двум спектральным лучистостям («красной» и

«синей»), через синхропереключатель, работающий синхронно с вращающимся модулятором в противофазе, поступают на интегрирующие фильтры, с которых постоянная составляющая, определяемая выражением:

1 — 1 . — In U< I„ б

Т аТ Uz «Т (б

= const T„. измеряется измерительным прибором, где 1 — амплитуда импульса формируемого в коллекторе усилителя-ограничителя; т — длительность первого импульса; т — длительность второго импульса;

Т вЂ” период следования импульсов;

Т вЂ” „, — обратное значение цветовой температуры.

Предмет изобретения

Пирометр цветовой температуры по авт. св, № 151068, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений температур и повышения точности, логарифмический преобразователь выполнен в виде транзисторного усилителя-ограничителя со следящим порогом ограничения, при этом в цепь базы транзистора включен зарядно-разрядный конденсатор и зарядный резистор, а между точкой подключения зарядно-разрядного конденсатора к зарядному резистору и общей точкой устройства включен разрядный резистор, 375498

Фиг 2

Составитель Б. Хилков

Техред Л. Богданова

Редактор Т, Рыбалова

Корректор Е. Михеева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1834/14 Изд. № 1364 Тираж 755 Подписное

UHHHIIH Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5