[go: up one dir, main page]

RU1770780C - Method of polychromatic determining of actual temperature - Google Patents

Method of polychromatic determining of actual temperature

Info

Publication number
RU1770780C
RU1770780C SU904841551A SU4841551A RU1770780C RU 1770780 C RU1770780 C RU 1770780C SU 904841551 A SU904841551 A SU 904841551A SU 4841551 A SU4841551 A SU 4841551A RU 1770780 C RU1770780 C RU 1770780C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
emissivity
radiation
polychromatic
mirror
increasing
Prior art date
Application number
SU904841551A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дарий Яковлевич Свет
Original Assignee
Институт высоких температур АН СССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт высоких температур АН СССР filed Critical Институт высоких температур АН СССР
Priority to SU904841551A priority Critical patent/RU1770780C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1770780C publication Critical patent/RU1770780C/en

Links

Landscapes

  • Radiation Pyrometers (AREA)

Abstract

Сущность изобретени : переотражают излучение исследуемого обьекта с помощью поверхности, имеющей неселективный или качественно такой же, что и в излучающей поверхности, возрастающий или убывающий характер зависимости коэффициента отражени  от длины волны. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.SUMMARY OF THE INVENTION: the radiation of a test object is reflected by means of a surface having a non-selective or qualitatively the same as in the radiating surface, increasing or decreasing nature of the dependence of the reflection coefficient on the wavelength. 1 s.p. f-ly, 1 ill.

Description

Изобретение относитс  к области пирометрии излучени  и может быть использовано при определении температуры твердых или жидких веществ.The invention relates to the field of radiation pyrometry and can be used in determining the temperature of solids or liquids.

Известен способ полихроматического определени  истинной температуры, в котором из собственного излучени  выдел ют сигнал коррекции, которым корректируют вариацию излучательной способности в процессе измерени .A known method for the polychromatic determination of the true temperature, in which a correction signal is extracted from the natural radiation, which corrects the variation in emissivity during the measurement process.

Известен также способ полихроматического определени  истинной температуры объектов, имеющих в исследуемом интервале длин волн возрастающий, убывающий или неселективный характер спектральной зависимости отражательной или излуча- тельной способности, включающий измерение отношений составл ющих спектра излучени  обьекта, в том числе возведенных в степень, В этом способе коррекци  осуществл етс  за счет возведени  одной, или нескольких компонент в степень, с показател ми , минимизирующими вли ние излучательной способности. При этом при большой разнице между значени ми излучательной способности у различных спектральных компонент методическую погрешность полностью исключить трудно, а иногда и невозможно .There is also a method for the polychromatic determination of the true temperature of objects having, in the studied wavelength range, the increasing, decreasing or non-selective nature of the spectral dependence of reflectivity or emissivity, including measuring the ratios of components of the radiation spectrum of an object, including those raised to a power. In this method, correction is achieved by raising one or several components to a power, with indicators minimizing the effect of emissivity. Moreover, with a large difference between the emissivity values of various spectral components, the methodological error is completely impossible to completely eliminate, and sometimes impossible.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности полихроматического определени  истинной температуры объектов за счет сближени  коэффициентов излучательной способности в исследуемом интервале длин волн.The aim of the invention is to increase the accuracy of polychromatic determination of the true temperature of objects by converging the emissivity coefficients in the studied wavelength range.

Очевидно, чем ближе, например, в бих- роматическом пирометре отношени  значе- ний коэффициентов излучательной способности ei и ближе Јi/Ј2 к единице и, следовательно, методическа  погрешность меньше.Obviously, the closer, for example, in the bichromatic pyrometer, the ratios of the values of the emissivity coefficients ei and closer Јi / Ј2 to unity and, consequently, the methodological error is less.

Так например, при измерении температуры алюмини  и его сплавов в процессах прессовани  и прокатки методическую погрешность не удаетс  получить менее + 1- 1,5%.For example, when measuring the temperature of aluminum and its alloys in the processes of pressing and rolling, the methodological error cannot be obtained less than + 1-1.5%.

соwith

сwith

xj Ч О VI со Оxj H O VI s O

Предложенный способ позвол ет довести величину этой погрешности до ±0,5% и даже до ±0,2+0,25%.The proposed method allows to bring the value of this error to ± 0.5% and even to ± 0.2 + 0.25%.

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что в способе полихроматического определени  истинной температуры объектов, имеющих в исследуемом интервале длин волн возрастающий, убывающий или неселективный характер спектральной зависимости отражательной или излучательной способности, включающем измерение отношений составл ющих спектра излучени , в том числе возведенных в степень, излучение переотражают поверхностью, имеющей неселективный или качественно такой же, что и у объекта, возрастающий или убывающий характер зависимости коэффициента отражени  от длины волны,The essence of the invention lies in the fact that in the method of polychromatic determination of the true temperature of objects having in the studied wavelength range the increasing, decreasing or non-selective nature of the spectral dependence of reflectivity or emissivity, including measuring the ratios of the components of the radiation spectrum, including raised to the degree, radiation reflect the surface having non-selective or qualitatively the same as that of the object, increasing or decreasing nature of the dependence of the coefficient reflection wavelength

Способ осуществл ют следующим образом ,The method is as follows

Переотражают излучение поверхностью , имеющей неселективный или качественно такой же, что и у объекта, возрастающий или убывающий характер зависимости коэффициента отражени  от дли- ны волны.The radiation is reflected by a surface having a non-selective or qualitatively the same as that of the object, increasing or decreasing nature of the dependence of the reflection coefficient on the wavelength.

Измер ют отношени  составл ющих спектра излучени , в том числе возведенных в степень.The ratios of the components of the emission spectrum are measured, including those raised to the power.

На чертеже изображена оптическа  схе- ма устройства дл  осуществлени  способа.The drawing shows an optical diagram of a device for implementing the method.

Схема включает излучающую поверхность 1 исследуемого объекта, отражающую поверхность 2, например плоское зеркало, имеющее отражающее покрытие с неселек- тивным или качественно таким же, что и у объекта возрастающим или убывающим характером зависимости коэффициента отражени  от длины волны, окно 3 в отражающей поверхности 1, через которое фокусируетс  пирометр и полихроматический пирометр 4.The circuit includes a radiating surface 1 of the object under study, a reflecting surface 2, for example, a flat mirror having a reflective coating with non-selective or qualitatively the same as the object increasing or decreasing nature of the dependence of the reflection coefficient on wavelength, window 3 in the reflecting surface 1, through which the pyrometer and the polychromatic pyrometer 4 are focused.

Пунктиром показано пр мое излучение от излучающей поверхности 1. Сплошными лини ми показано излучение от поверхно- сти 1, переотраженное отражателем 2, также попадающее через окно 3 в объектив пирометра 4.The dashed line shows the direct radiation from the radiating surface 1. Solid lines show the radiation from the surface 1, reflected by the reflector 2, also falling through the window 3 into the lens of the pyrometer 4.

По сним количественно предлагаемый способ,According to the quantitatively proposed method,

Обозначим суммарные потоки излучени  с длинами волн AiAaAn попадающие в объектив или световод пирометраLet us denote the total radiation fluxes with wavelengths AiAaAn incident on the pyrometer lens or fiber

через: Fi, F2Fnvia: Fi, F2Fn

тогдаthen

F e +K/f- g/ e,-)2... F M« V -Ј2 M2+MzVejV.,,F e + K / f- g / e, -) 2 ... F M «V -Ј2 M2 + MzVejV. ,,

{„--Јпеп+кп(1-Јп)(1-Јп%п{„--Јpep + kn (1-Јп) (1-Јп% п

где EI , Ј2Јn излучэтельные способности поверхности с длинами волн AI , Дг ,..., An ; ;where EI, Ј2Јn are the radiative abilities of a surface with wavelengths AI, Дг, ..., An; ;

bi, D2..., bn - значени  спектральных потоков с длинами волн AI , hiAn ; у черного тела;bi, D2 ..., bn are spectral fluxes with wavelengths AI, hiAn; in the black body;

Ki, K2,..., Кп коэффициенты, определенные спектральной зависимостью коэффициента отражени  дл  длин волн Ач , А2АЛ ; и геометрией, в т.ч. рассто нием , углами расположени  зеркала, его размерами и диаметром окна.Ki, K2, ..., Kn coefficients determined by the spectral dependence of the reflection coefficient for the wavelengths Ah, A2AL; and geometry, including distance, angles of the mirror, its size and diameter of the window.

Т.о., на соотношение между коэффициентами Ki, K2,... Кп можно вли ть выбором материала отражающего сло  зеркала, конструкцией , оптикой отражател  2,Thus, the ratio between the coefficients Ki, K2, ... Kp can be influenced by the choice of material of the reflecting layer of the mirror, the design, the optics of the reflector 2,

П р и м е р 1. Рассмотрим реализацию предлагаемого способа на простейшем, примере бихроматического пирометра, работающего вначале по алгоритму пирометра спектрального отношени .EXAMPLE 1. Consider the implementation of the proposed method on the simplest example of a bichromatic pyrometer, which initially works according to the spectral ratio pyrometer algorithm.

Пусть значени  длин волн такого пирометра AI 1,6микрон и А2 2,5 микрон, а поверхностью излучени   вл етс  алюминий , В этом случае ei 0,12 и Ј2 0,08. Т.е. излучательна  способность убывает с увеличением длины волны.Let the wavelengths of such a pyrometer AI be 1.6 microns and A2 2.5 microns, and the radiation surface is aluminum. In this case, ei 0.12 and Ј2 0.08. Those. emissivity decreases with increasing wavelength.

Дл  нагл дности положим, что спектральна  отражательна  способность отра- жател -2 такова, что KI 0. Это можно получить покрыва  зеркало-2 отражающим слоем, например, светофильтром, который пропускает излучение с 2 и полностью поглощает излучение на AI , т.е. Kt 0. К2 - положим равным 0,25 и будем считать, что геометри  системы такова, что достаточно рассматривать только одно отражение.For the sake of clarity, we assume that the spectral reflectivity of the reflector -2 is such that KI 0. This can be achieved by covering the mirror-2 with a reflective layer, for example, a light filter that transmits radiation from 2 and completely absorbs radiation on AI, i.e. Kt 0. K2 - we set 0.25 and we assume that the geometry of the system is such that it is enough to consider only one reflection.

Положим также, что истинна  температура поверхности равна 800 К. Тогда, без отражающего зеркала методическа  поправка будетWe also assume that the true surface temperature is 800 K. Then, without a reflecting mirror, the methodological correction will be

Сг fff -f-Ј In %; ЛТ 1-- Cr fff -f-Ј In%; LT 1--

т.е. Л74388those. L74388

-Л . Я г. Я-L. I'm Mr. I

- b,h микрон- b, h microns

С отражающим зеркаломWith reflective mirror

517707806517707806

-1 Л - Ј т методическа  погрешность в этом способе-1 L - Ј t methodological error in this method

лт с f 4-Ј К (f+Ј )будет определ тьс  выражением:lt with f 4-Ј K (f + Ј) will be defined by the expression:

.. 0,2dT-. L. Еп° °8 „a J.. 0,2dT-. L. Ep ° ° 8 „a J

44388408 008-0,250-0,08) Ј4 1пЈ 1П0,Ъ n УГ  44388408 008-0.250-0.08) Ј4 1nЈ 1P0, bn UG

1ДТ 1 x 3,7микрон1DT 1 x 3.7 microns

Л Теперь4положим. что за счет по влени При «утствии зеркала In | 0 . и елешероховатости излучательна  способность довательно ДТ О алюминиевой поверхности увеличилась иПри увеличении шероховатости:L Now, let’s put it. which is due to the occurrence of the “mirror in | 0. and roughness, the emissivity of DT on the aluminum surface increased, and with an increase in roughness:

стала:Ј, 0,35 I/ Ј2 0,25/became: Ј, 0.35 I / Ј2 0.25 /

Ј1 0.35; 0,25,, ,55Ш -,Ј1 0.35; 0.25 ,, 55S -

ЛТ 6125 23 М ИЈ Н; Тогда погрешность в обычном методеLT 6125 23 M ИЈ Н; Then the error in the usual method

спектрального отношени , без сближени . т ,д . ЛТ вspectral ratio, without rapprochement. t, d LT in

значений излучательных способностей бу--on, - / /о .values of emissivity boo - on, - / / o.

дет:При использовании предлагаемого спо соба сближени children: When using the proposed method of rapprochement

Ат-1 4,44-106, 0,35 лмЈ, 0,12.; (-Ј) к .At-1 4.44-106, 0.35 lmЈ, 0.12; (-Ј) to.

14388 (Г25 Реиипрон; 222 2 , 14388 (G25 Reiipron; 222 2,

0,,08 (1-0,ОВ)0.25 0,098Ь}0, 08 (1-0, OB) 0.25 0.098}

,4%. 25 ,4%. 25

епЈ in 0,12 ОУ bp in 0.12 op-amp

При применении предлагаемого способа сближени :ПРИ глаДкой поверхностиWhen applying the proposed method of approximation: when smoothing the surface

30thirty

AT 1 4 l4388°6 . ffOl12vAT 1 4 l4388 ° 6. ffOl12v

& с2 -3 7 1 ш омш щъ & c2 -3 7 1 w omsh sch

ЛТ 5реуь/«рон; ДТ К .LT 5reu / ron; DT K.

П 0.25 + 0.25°(f- 0,25) 0,25 50 35P 0.25 + 0.25 ° (f- 0.25) 0.25 50 35

При шероховатой поверхностиWith rough surface

Т 32 К; т.е. погрешность измерени ., 6T 32 K; those. measurement error., 6

при вариации излучательной способности 40ДТ 1 inwith a variation in emissivity 40DT 1 in

С2 Л Т 49 - 49C2 L T 49 - 49

1.25%.0351.09 1.25% .0351.09

|П 0.25+0.25 (1-0.25)-0.25 - Т.о. в традиционном методе бихромати- 45 ческой пирометрии спектрального отношени  предлагаемый способ уменьшает зад-j- д . ДТ 9 - 4 Q с о/ счет сближени  значений EI и ег методиче- Т 800 скую погрешность в 3 раза.| P 0.25 + 0.25 (1-0.25) -0.25 - So. in the traditional method of bichromatic pyrometry of the spectral ratio, the proposed method reduces the back-j- d. DT 9 - 4 Q s o / due to the approximation of the values of EI and its methodological T 800 error by 3 times.

Claims (1)

12,5 -9 3,5% без зеркала;50 Итак, в бихроматическом методе с про5-4 1 % с зеркалом.стейшей автоматической коррекцией, предП ри ме р2. Рассмотрим теперь приме- лагаемый способ сближени  позвол ет нение способа сближени  в бихроматиче- уменьшить методическую погрешность от ском пирометре с автоматической вариации излучательной способности на коррекцией. Здесь дл  коррекции примен - 55 250-300%, т.е. в три раза, етс  возведение напр жени , пропорционального первой спектральной  ркости вФормула изобретени  степень п, где n In Ј2 min/ln ei min, т.о.,12.5 -9 3.5% without a mirror; 50 So, in the bichromatic method with pro5-4 1% with a mirror, the simplest automatic correction, EXAMPLE p2. Let us now consider the applied approach method, which allows the approach method to be bichromatic — to reduce the methodological error from the pyrometer with automatic variation of the emissivity for correction. Here, 55 250-300%, i.e. three times, there is an erection of a voltage proportional to the first spectral brightness in the Formula of the invention, degree n, where n In Ј 2 min / ln ei min, i.e. Способ полихроматического определени  истинной температуры объектов, имеющих в исследуемом интервале длин волн возрастающий, убывающий или неселективный характер спектральной зависимости отражательной или излучательной способности, включающий измерение отношений составл ющих спектра излучени , в том числе возведенных в степень, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности за счет сближени  значений коэффициентов излучательной способности в исследуемом интервале длин волн, излучение переотражают поверхностью, имеющей неселективный или качественно такой же, что и у объекта, возрастающий или убывающий характер зависимости коэффициента отражени  от длины волны.A method of polychromatic determination of the true temperature of objects having, in the studied wavelength range, the increasing, decreasing, or non-selective nature of the spectral dependence of reflectivity or emissivity, including measuring the ratios of the components of the radiation spectrum, including those raised to an extent that, in order to improve accuracy due to the convergence of the emissivity coefficients in the studied wavelength range, the radiation is reflected by a surface having selective or qualitatively the same as the object, the increasing or decreasing nature of the dependence of the reflection coefficient on the wavelength.
SU904841551A 1990-06-20 1990-06-20 Method of polychromatic determining of actual temperature RU1770780C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904841551A RU1770780C (en) 1990-06-20 1990-06-20 Method of polychromatic determining of actual temperature

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904841551A RU1770780C (en) 1990-06-20 1990-06-20 Method of polychromatic determining of actual temperature

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1770780C true RU1770780C (en) 1992-10-23

Family

ID=21522191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904841551A RU1770780C (en) 1990-06-20 1990-06-20 Method of polychromatic determining of actual temperature

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1770780C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Свет Д.Я. Оптические методы измерени истинных температур. -М .Наука, 1982, с. 214-216. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR970011746B1 (en) Thin Film Thickness Measurement Apparatus and Method
US5120966A (en) Method of and apparatus for measuring film thickness
US4826321A (en) Thin dielectric film measuring system
US5337150A (en) Apparatus and method for performing thin film layer thickness metrology using a correlation reflectometer
EP0545738A2 (en) Apparatus and method for measuring the thickness of thin films
WO1992009880A3 (en) Method and apparatus for automatic optical inspection
TW200532164A (en) Film thickness measuring method and apparatus
SU1584759A3 (en) Photometric device for measuring and controlling the thickness of optically active layers
US4320967A (en) Apparatus for measuring a radiation affecting parameter of a film or coating
US4952061A (en) Method and apparatus for sensing or determining one or more properties or the identity of a sample
JPH0423202B2 (en)
RU1770780C (en) Method of polychromatic determining of actual temperature
JP3106790B2 (en) Thin film characteristic value measuring method and apparatus
SU1747877A1 (en) Interference method of measurement of the semiconductor layer thickness
US6549291B1 (en) Process for continuous determination of the optical layer thickness of coatings
US4425041A (en) Measuring apparatus
GB2183821A (en) A temperature sensor
US20200036936A1 (en) System and method for reducing ghost images in a laser imaging system
JP4882067B2 (en) Absolute reflectance measuring method and measuring apparatus
JPH07113547B2 (en) Sample plane position measuring device
WO2004010094A1 (en) Emissivity corrected radiation pyrometer integral with a reflectometer and roughness sensor for remote measuring of true surface temperatures
JPS61277026A (en) Method and apparatus for detecting polarization angle
JP2970020B2 (en) Method of forming coating thin film
SU1143993A1 (en) Method of measuring temperature difference
US3580678A (en) Optical pyrometers