Исследовательская группа Научно-исследовательского и конструкторского Института Энерготехники им. Н.А. Доллежаля решила задачу по обеспечению в пирометре дополнительной компенсации паразитного нагрева оптической системы приемного канала информативным излучением, благодаря чему удалось добиться повышения точности измерения параметров температуры нагретого тела.

Исследования, разработки и контроль производственных процессов, протекающих при исключительно высоких температурах, в условиях вакуума или в условиях нонно-плазменных воздействий требуют применения бесконтактного измерения температуры объекта с помощью ИК-пирометров, позволяющих контролировать физическую температуру объекта путем измерения радиационной (яркостной) температуры, соответствующей мощности электромагнитного излучения объекта в соответствующем диапазоне.

Развитие технологии бесконтактных измерений температуры шло в нескольких направлениях. Поскольку определяемая пирометром яркостная температура зависит не только от действительной температуры исследуемого объекта и его излучательной способности, но и от излучения других тел, если это излучение падает на исследуемый объект или попадает непосредственно в приемное окно пирометра, ряд известных устройств был разработан с целью исключения влияния теплового излучения окружающих объектов путем, например, визирования пирометра на исследуемый объект через вводимые в область нагрева визирные трубы, которые должны быть подведены непосредственно к самому исследуемому объекту.

Усовершенствования пирометров были направлены на снижение влияния на результат измерений окружающих исследуемый объект излучений также за счет геометрического ограничения апертур приемных окон пирометров и согласования размеров апертур с размерами окон в камерах для размещения исследуемого объекта.

В некоторых известных устройствах усовершенствования были направлены на решение задач обеспечения необходимой точности измерений в условиях загрязнения среды пылью и испарениями с поверхности сильно нагретого исследуемого объекта, например парами металла. Одновременно решаются задачи компенсации влияния окружающей среды и устранения явления запыления и загрязнения оптических элементов в пирометре. Выполнение приемного конца трубки оптической системы опорного канала глухим позволяет предотвратить доступ мешающего фонового излучения к приемному окну опорного канала. Для сохранения высокого вакуума в установке все ИК-световодные элементы приемного датчика соединены с модуляционным оптико-электронным преобразователем через герметичный ввод с ИК-прозрачными стеклами.

Однако введение опорного канала, а также выполнение приемного конца трубки оптической системы опорного канала глухим осуществляется без учета того факта, что для более полной компенсации и, соответственно, более высокой точности измерений необходимо учитывать также паразитный нагрев трубки оптической системы приемного канала самим информативным излучением, частично рассеивающимся в трубке.

Исследовательская группа: Сем?нов А.Н., Тюрин В.Н., Орлов И.Я., Афанасьев А.В., Хрулев А.Е., Черемных Г.С. и Блинов А.М. из Научно-исследовательского и конструкторского Института Энерготехники им. Н.А. Доллежаля решила задачу по обеспечению в пирометре дополнительной компенсации паразитного нагрева оптической системы приемного канала информативным излучением.

В результате удалось добиться повышения точности измерения параметров температуры нагретого тела за счет рассеивания тепла информационного излучения на трубке опорной оптической системы путем пропускания этого излучения через специальные отверстия, находящиеся вне апертуры приемного окна опорного излучения оптической системы.

Новым в разработанном пирометре является то, что в нем в первой заглушке опорной оптической системы выполнено, по меньшей мере, одно второе отверстие, размещенное за границами проекции опорного приемного окна пироэлектрического блока на первую заглушку опорной оптической системы.

То, что отверстие размещено за границами проекции опорного приемного окна пироэлектрического блока на первую заглушку опорной оптической системы, не позволяет проникающему в трубку информативному излучению попадать в апертуру опорного приемного окна. Выполнение аналогичных отверстий в перегородках опорной оптической системы приводит к канализации информативного излучения в трубке и обеспечивает более полное поглощение порции информативного излучения стенками трубки опорной оптической системы.

Тепловой контакт и общее теплоизоляционное покрытие сигнальной и опорной оптических систем дополнительно повышает точность компенсации в разработанном пирометре. Выполнение в разработанном пирометре трубок обеих оптических систем составными позволяет повысить точность компенсации при настройке пирометра при калибровке в каждой конкретной ситуации измерений.