CS272590B1

CS272590B1 - Source of light radiation for radiation pyrometers

Info

Publication number: CS272590B1
Application number: CS471888A
Authority: CS
Inventors: Antonin Glanc; Antonin Rysl
Original assignee: Antonin Glanc; Antonin Rysl
Priority date: 1988-06-30
Filing date: 1988-06-30
Publication date: 1991-02-12
Also published as: CS471888A1

Abstract

For their operation, radiation pyrometers require sources of precisely defined radiation, which can usually function with a single colour temperature of the light, are extremely heavy, energy intensive and presuppose usage in laboratory conditions. The source of light radiation for radiation pyrometers is based on configuration of the known mirror reflector with the bulb (3), which is arranged in the focus of the concave mirror (1), which is located in the light guiding tube (2), whose merit lies in the fact that a combined aperture central diaphragm (5) is arranged between the tube (2) and radiation pyrometer (8).<IMAGE>

Description

Vynález řeší zdroj světelného záření pro radiační pyrometry. Světelné zdroje tohoto druhu se využívají v kolorimetrii a v radiometrii optického záření k proměřování zkoumaných látek, jakož i k cejchování měřicích zařízení.The invention solves a light source for radiation pyrometers. Light sources of this kind are used in colorimetry and in radiometry of optical radiation to measure the substances to be examined and to calibrate measuring devices.

Známé jsou například zdroje světelného záření, založené na využití světelného toku, vystupujícího z roztaveného kovu. Nevýhodou těchto zdrojů, které se jinak blíží charakteru fyzikálního černého tělesa s koeficientem emisivity blízkým jednotce, je možnost práce pouze při konstantní barevné teplotě světla, odpovídající teplotě tavení použitého kovu, dále jejich značná hmotnost, energetická náročnost a nutnost použití v laboratorních podmínkách.For example, light sources are known based on utilizing the luminous flux emitted from the molten metal. The disadvantage of these sources, which otherwise resemble the character of a physical black body with an emissivity coefficient close to the unit, is the possibility to work only at a constant color temperature of light corresponding to the melting point of the metal used, their considerable weight, energy intensity and necessity to use in laboratory conditions.

Zdroj světelného záření pro radiační pyrometry podle vynálezu uvedené nedostatky zčásti odstraňuje, a vychází z konfigurace známého zrcadlového reflektoru se žárovkou, uspořádanou v ohnisku dutého zrcadla, které je upraveno v světlovodném tubusu, přičemž podstata vynálezu spočívá v tom, že mezi tubusem a radiačním pyrometrem je upravena kombinovaná, aperturní, středová clona.The light source for the radiation pyrometers according to the invention partly removes these deficiencies and is based on the configuration of a known mirror reflector with a bulb arranged in the focus of a hollow mirror which is arranged in a light guide tube. combined aperture, central aperture adjusted.

Řešení podle vynálezu vede k vytvoření zdroje světelného záření, který má polychromatické světlo o proměnlivé barevné teplotě a je způsobilý k pohodlnému manipulování i v terénu a v průmyslovém prostředí. Účinek je podmíněn přesným dimenzováním kombinované clony, která musí propouštět do optické soustavy radiačhího pyrometru pouze světelné paprsky odražené od dutého zrcadla. Naproti tomu paprsky odražené od stěn tubusu, vycházející z jeho hmoty anebo vystupující přímo ze žárovky, musí být kombinovanou aperturní a středovou clonou zadrženy. Tím se splňuje důležitá fyzikální podmínka, aby všechny světelné paprsky vstupující do radiačního pyrometru byly podrobeny odrazu na ploše o konstantním koeficientu emisivity a aby se potlačilo rušivé působení druhotného záření, jako například záření rozžhavené skleněné baňky žárovky, záření vycházející ze hmoty ohřátého tubusu a podobně.The solution according to the invention leads to the creation of a light source having polychromatic light of variable color temperature and capable of convenient handling even in the field and in industrial environments. The effect is conditioned by the exact dimensioning of the combined diaphragm, which must pass only light rays reflected from the hollow mirror into the optical system of the radiation pyrometer. On the other hand, rays reflected from the walls of the tube, emanating from its mass or emerging directly from the bulb, must be retained by the combined aperture and central diaphragm. This fulfills an important physical condition that all light rays entering the radiation pyrometer are reflected on a surface with a constant emissivity coefficient and suppressing the disturbing effects of secondary radiation such as incandescent bulb glass, radiation emanating from the mass of the heated tube and the like.

Na připojeném výkresu'je'vyobrazeno schematicky uspořádání zdroje světelného záření a jeho začlenění do systému radiačního pyrometru.The attached drawing shows schematically the arrangement of the light source and its incorporation into the radiation pyrometer system.

Zdroj světelného záření pro radiační pyrometry sestává z žárovky 3. uspořádané v světlovodném tubusu 2 uzavřeném na jednom konci dutým zrcadlem _1. Před otevřeným koncem tubusu _2 je upravena kombinovaná aperturní a středová clona _5, za kterou je ve směru postupu světelných paprsků 4. umístěna kyveta £ a světelný filtr _7. Na výkresu je dále znázorněno postavení optické soustavy 9_ radiačního pyrometru £ s vyhodnocovacím zařízením 10 vůči zdroji světelného záření.The light source for radiation pyrometers consists of a bulb 3 arranged in a light guide tube 2 closed at one end by a hollow mirror 1. In front of the open end of the tube 2, a combined aperture and central aperture 5 is provided, behind which a cuvette 6 and a light filter 7 are arranged in the direction of the light beams 4. The drawing further shows the position of the optical system 9 of the radiation pyrometer 9 with the evaluation device 10 relative to the light source.

Světelné paprsky 4 vycházející ze žárovky _3, která má být nejvhodněji halogenového typu, z důvodu možnosti dosáhnout v případě potřeby co nejvyšší barevnou teplotu světla, se odrážejí od dutého zrcadla £ a postupují podél osy světlovodného tubusu 2_ ke kombinované cloně £. Kombinovaná clona _5 propustí do systému radiačního pyrometru £ jen ty světelné paprsky 4_, které se odrazily na ploše dutého zrcadla £ a nikde jinde; zadrží tedy jak světelné paprsky £ odražené od vnitřních stěn světlovodného tubusu £, tak i přímé paprsky Ll vystupují z rozžhavené skleněné baňky žárovky £. Při správném dimenzování aperturní a středové clony £ zpracuje optická soustava 9. radiačního pyrometru £ pouze světelné paprsky £ ovlivněné koeficientem emisivity dutého zrcadla JL a žádné jiné. Správné dimenzování kombinované clony 5 je záležitostí geometrického návrhu s využitím běžně známých zákonů lomu a odrazu světla.The light rays 4 emanating from the bulb 3, which is to be of the most suitable halogen type, in order to obtain the highest possible color temperature of light if necessary, are reflected from the hollow mirror 8 and progressing along the axis of the light guide tube 2 to the combined aperture. The combined diaphragm 5 only transmits to the radiation pyrometer system 4 those light rays 4 that have reflected on the surface of the hollow mirror 6 and nowhere else; Thus, both the light beams echoed from the inner walls of the light guide tube 6 and the direct light beams L1 emerge from the incandescent glass bulb of the bulb. With proper sizing of the aperture and central aperture 6, the optical system 9 of the radiation pyrometer 8 only processes the light beams 6 affected by the emissivity coefficient of the hollow mirror 11 and no other. The correct dimensioning of the combined iris 5 is a matter of geometric design using commonly known refraction and light reflection laws.

Na výkresu je do systému radiačního pyrometru £ dokresleno uspořádání průtokové kyvety a světelného filtru 7.In the drawing, the arrangement of the flow cell and light filter 7 is illustrated in the radiation pyrometer system.

CS 272590 Sl cCS 272590 Sl c

Z iZ i

ΐΐ

Pro reprodukovatelnost výsledků měření zdroje světelného záření podle vynálezu je nezbytné, aby kombinovaná clona J5 ₍byla buď nucené chlazena na teplotu okolního prostředí, anebo upravena vůči světlovodnému tubusu 2_ v taková odlehlosti,· aby se během měření neohřívala, protože by to znamenalo vznik nekontrolovatelného druhotného záření, které by dopadalo na optickou soustavu 9. radiačního pyrometru ELFor reproducibility of the measurement results of the light source according to the invention it is necessary that the combined orifice 15 ₍ either forced to be cooled to ambient temperature or adjusted to the light guide tube 2 at such a distance) that it does not heat during measurement radiation that would hit the optical system of the 9th radiation pyrometer EL

Praktické využití nalezne tato konfigurace například při vyšetřování obsahu kysličníku uhelnatého CO ve výfukových plynech, které se nechají ve smyslu vstupní a výstupní šipky procházet zmíněnou kyvetou Světelný filtr 7 propouští z celého spektra pouze nízké pásmo, které pohlcuje kysličník uhelnatý. Údaj vyhodnocovacího ústrojí 10 radiačního pyrometru 8. potom vyjadřuje koncentraci kysličníku uhelnatého ve výfukových plynech.This configuration will find practical application, for example, when examining the carbon monoxide content of exhaust gases that are passed through said cuvette in the sense of the inlet and outlet arrows. The light filter 7 transmits only a low band from the entire spectrum which absorbs carbon monoxide. The reading of the radiation pyrometer 8 then indicates the concentration of carbon monoxide in the exhaust gas.

Claims

A light source for radiation pyrometers, consisting of a bulb arranged in the focus of a hollow mirror provided in a light guide tube, characterized in that a combined aperture central aperture (5) is provided between the tube (2) and the radiation pyrometer (Θ).