×
27.04.2015
216.013.45a3

ИНФРАКРАСНЫЙ КОЛЛИМАТОРНЫЙ КОМПЛЕКС

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Комплекс предназначен для контроля и измерения параметров тепловизионных приборов. Комплекс содержит объектив, сменную миру, расположенную в фокальной плоскости объектива, фоновый излучатель, расположенный за мирой и снабженный исполнительным элементом, устройство управления, выход которого подключен к исполнительному элементу фонового излучателя, процессор температурный, выход которого подключен к входу устройства управления, устройство измерения температуры миры, выход которого подключен к первому входу процессора температурного. Сменная мира выполнена зеркальной и установлена под углом к оси объектива, обеспечивающим отражение вдоль оси объектива потока инфракрасного излучения, поступающего на миру от дополнительно введенного опорного излучателя, снабженного устройством измерения температуры опорного излучателя, выход которого подключен ко второму входу процессора температурного. Дополнительно введены первое и второе устройства измерения температуры фонового излучателя, выходы которых подключены соответственно к третьему и четвертому входам процессора температурного. Технический результат - повышение точности поддержания уровня контрастного излучения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемое изобретение относится к оптическому приборостроению и предназначено для контроля и измерения параметров тепловизионных приборов.

Известен инфракрасный коллиматорный комплекс (Патент РФ №2244950, МПК G02B 27/30, опубликован 20.01.2005 г.), содержащий объектив, сменную миру, расположенную в фокальной плоскости объектива, фоновый излучатель, расположенный за мирой и снабженный исполнительным элементом, устройство управления, устройство измерения температуры миры и устройство измерения разности температур между фоновым излучателем и мирой.

Недостаток этого инфракрасного коллиматорного комплекса заключается в том, что при изменении температуры миры автоматическое изменение разности температур между фоновым излучателем и мирой по закону, полученному при калибровке инфракрасного коллиматорного комплекса, не обеспечивает высокую точность поддержания уровня контрастного излучения при длительной непрерывной работе, когда происходит постепенный нагрев или охлаждение миры за счет передачи ей тепла или холода от расположенного рядом с ней фонового излучателя, и появляется разность температур между мирой и окружающей средой, влияющая на уровень контрастного излучения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является инфракрасный коллиматорный комплекс (Патент РФ №2305305 МПК G02B 27/30, МПК G01M 11/02 опубликован 27.08.2007 г.), содержащий объектив, сменную миру, расположенную в фокальной плоскости объектива, фоновый излучатель, расположенный за мирой и снабженный исполнительным элементом, устройство управления, выход которого подключен к исполнительному элементу фонового излучателя, процессор температурный, выход которого подключен к входу устройства управления, устройство измерения температуры миры, выход которого подключен к первому входу процессора температурного.

Подобный инфракрасный коллиматорный комплекс автоматически учитывает помимо разности температур между фоновым излучателем и мирой и температуры миры еще и разность температур между мирой и окружающей средой.

Недостатком данного инфракрасного коллиматорного комплекса является наличие остаточной некомпенсируемой погрешности поддержания заданного уровня контрастного излучения, связанной с тепловым воздействием на миру фонового излучателя. Данная остаточная погрешность не может быть скомпенсирована коррекцией величины разности температур между фоновым излучателем и мирой и вызвана в основном неравномерностью нагрева или охлаждения различных участков миры, обусловленной конструктивными особенностями миры (различной величиной теплоотдачи участков, например, в центре и по краям миры и т.д.). Данная остаточная погрешность в процессе теплового воздействия фонового излучателя на миру будет изменяться и при длительной непрерывной работе, может достигать величины порядка 8…15 мК, что в ряде случаев неприемлемо.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение точности поддержания уровня контрастного излучения.

Указанная задача решается тем, что в инфракрасном коллиматорном комплексе, содержащем объектив, сменную миру, расположенную в фокальной плоскости объектива, фоновый излучатель, расположенный за мирой и снабженный исполнительным элементом, устройство управления, выход которого подключен к исполнительному элементу фонового излучателя, процессор температурный, выход которого подключен к входу устройства управления, устройство измерения температуры миры, выход которого подключен к первому входу процессора температурного, сменная мира выполнена зеркальной и установлена под углом к оси объектива, обеспечивающим отражение вдоль оси объектива потока инфракрасного излучения, поступающего на миру от дополнительно введенного опорного излучателя, снабженного устройством измерения температуры опорного излучателя, выход которого подключен ко второму входу процессора температурного, а также введены первое и второе устройства измерения температуры фонового излучателя, выходы которых подключены соответственно к третьему и четвертому входам процессора температурного.

А также тем, что процессор температурный содержит устройство сопряжения, первый, второй и третий входы которого являются соответственно первым, вторым и третьим входами процессора температурного, компьютер, шина ввода-вывода которого соединена с шиной ввода-вывода устройства сопряжения, цифроаналоговый преобразователь, вход которого соединен с выходом устройства сопряжения, а выход подключен к первому входу дифференциального усилителя, второй вход которого является четвертым входом, а выход является выходом процессора температурного.

На рисунке представлена функциональная схема инфракрасного коллиматорного комплекса.

Инфракрасный коллиматорный комплекс содержит объектив 1, сменную миру 2, расположенную в фокальной плоскости объектива 1, фоновый излучатель 3, расположенный за мирой 2 и снабженный исполнительным элементом 4, устройство управления 5, выход которого подключен к исполнительному элементу 4 фонового излучателя 3, процессор температурный 6, выход которого подключен к входу устройства управления 5, устройство 7 измерения температуры миры 2, выход которого подключен к первому входу процессора температурного 6, при этом мира выполнена зеркальной и установлена под углом к оси объектива 1, обеспечивающим отражение вдоль оси объектива 1 потока инфракрасного излучения, поступающего от опорного излучателя 8, устройство 9 измерения температуры опорного излучателя 8, выход которого подключен ко второму входу процессора температурного 6, первое устройство 10 и второе устройство 11 измерения температуры фонового излучателя 3, выходы которых подключены соответственно к третьему и четвертому входам процессора температурного 6.

Сменная мира может представлять собой, например, непрозрачную пластину, имеющую зеркальное покрытие рабочей, обращенной к объективу 1 поверхности, в центральной части которой есть ряд параллельных друг другу сквозных прорезей, ширина которых и интервал между которыми равны и у каждой из мир имеют свою величину (см. вид А).

Процессор температурный 6 содержит устройство 12 сопряжения, первый, второй и третий входы которого являются первым, вторым и третьим входами процессора температурного 6, компьютер 13, в память которого занесены зависимости уровня контрастного излучения от разности температур между фоновым излучателем 3 и опорным излучателем 8 и температуры опорного излучателя 8, полученные при калибровке инфракрасного коллиматорного комплекса, шина ввода-вывода которого соединена с шиной ввода-вывода устройства 12 сопряжения, цифроаналоговый преобразователь 14, вход которого соединен с выходом устройства сопряжения 12, а выход подключен к первому входу дифференциального усилителя 15, второй вход которого является четвертым входом, а выход является выходом процессора температурного 6.

Перед объективом 1 располагают контролируемый тепловизионный прибор 16.

Работает инфракрасный коллиматорный комплекс следующим образом.

Участки в центральной части рабочей поверхности фонового излучателя 3, не закрытые сменной мирой 2, расположенной в фокальной плоскости объектива 1, создают за счет определенного нагрева или охлаждения фонового излучателя 3 и того, что опорный излучатель 8, поток излучения которого отражается зеркальной поверхностью миры 2, имеет температуру, практически равную температуре окружающей среды, контрастный поток инфракрасного излучения, который формируется объективом 1 и в виде контрастного коллимированного потока инфракрасного излучения поступает во входной зрачок контролируемого тепловизионного прибора 16. Для выхода на требуемый уровень контрастного излучения и его поддержания процессор температурный 6 по сигналам, поступающим на его второй и третий входы соответственно с устройства 9 измерения температуры опорного излучателя 8 и первого устройства 10 измерения температуры фонового излучателя 3, периодически определяет температуру опорного излучателя 8 и фонового излучателя 3 и рассчитывает разность между ними. Непосредственное точное измерение разности температур между фоновым излучателем 3 и опорным излучателем 8 сложно ввиду большого расстояния между ними (до 2... 3 метров) и связанными с этим значительными помехами и погрешностями из-за большой длины проводов от датчика температуры фонового излучателя 3 и датчика температуры опорного излучателя 8 (датчики температуры на рисунке не показаны). Температура опорного излучателя 8 равна температуре окружающей среды и практически не изменяется в процессе работы инфракрасного коллиматорного комплекса ввиду отсутствия влияния на него фонового излучателя 3 из-за значительного расстояния между ними. По заданному оператором требуемому уровню контрастного излучения и измеренному значению температуры опорного излучателя 8 процессор температурный 6 периодически вычисляет соответствующее им текущее начальное требуемое значение разности температур между фоновым излучателем 3 и опорным излучателем 8 и, учитывая измеренное значение температуры опорного излучателя 8, требуемое начальное значение температуры фонового излучателя 3 при текущем значении температуры опорного излучателя 8, обеспечивающее требуемый уровень контрастного излучения для случая равенства температур миры 2 и опорного излучателя 8.

Для поддержания требуемого уровня контрастного излучения при длительной непрерывной работе, когда происходит нагрев или охлаждение миры 2, за счет влияния на нее расположенного рядом с ней фонового излучателя 3, необходимо в процессе работы периодически корректировать величину разности температур между фоновым излучателем 3 и опорным излучателем 8 путем изменения температуры фонового излучателя 3. Осуществляется это следующим образом.

Процессор температурный 6 по сигналам, поступающим на его первый вход с устройства 7 измерения температуры миры 2 и его второй вход с устройства 9 измерения температуры опорного излучателя 8, вычисляет текущую разность температур миры 2 и опорного излучателя 8. Затем по предварительно заложенной в процессор температурный 6 зависимости корректирующего смещения разности температур между фоновым излучателем 3 и опорным излучателем 8 от величины разности температур миры 2 и опорного излучателя 8, а также абсолютного значения температуры опорного излучателя 8 процессор температурный 6 периодически вычисляет текущую величину необходимого корректирующего смещения, соответствующего текущей разности температур между мирой 2 и опорным излучателем 8 при текущем значении температуры опорного излучателя 8. Зависимость корректирующего смещения от разности температур миры 2 и опорного излучателя 8 и от абсолютного значения температуры фонового излучателя 8 определяется расчетным путем или эмпирически, отдельно для каждой из сменных мир 2, т.к. оптические характеристики мир 2, например коэффициент отражения, могут быть различными. Выбор нужной зависимости осуществляется процессором температурным 6 автоматически по номеру установленной им в рабочее положение миры 2.

Далее процессор температурный 6 вычисляет текущее результирующее требуемое значение разности температур между фоновым излучателем 3 и опорным излучателем 8 как сумму текущего начального требуемого значения разности температур между фоновым излучателем 3 и опорным излучателем 8 и текущего корректирующего смещения, затем по вычисленному результирующему требуемому значению разности температур между фоновым излучателем 3 и опорным излучателем 8 рассчитывает результирующее требуемое значение температуры фонового излучателя 3. Это значение процессор температурный 6 сравнивает с помощью входящего в его состав цифроаналогового преобразователя 14 и дифференциального усилителя 15 с фактическим значением температуры фонового излучателя 3, соответствующее которому напряжение поступает на четвертый вход процессора температурного 6 с выхода второго устройства 11 измерения температуры фонового излучателя 3. С выхода дифференциального усилителя 15 сигнал поступает на вход устройства 5 управления и после соответствующего преобразования с его выхода подается в виде соответствующего напряжения на исполнительный элемент 4 фонового излучателя 3, чем обеспечивается поддержание температуры фонового излучателя 3, равной требуемому результирующему значению, что обеспечивает с определенной погрешностью поддержание требуемого уровня контрастного излучения.

Погрешность поддержания требуемого значения уровня контрастного излучения в рассматриваемых высокоточных инфракрасных коллиматорных комплексах в значительной степени зависит от степени компенсации влияния разности температур миры 2 и окружающей среды (температуры опорного излучателя 8).

В рассматриваемом инфракрасном коллиматорном комплексе и комплексе по патенту №2305305 сменные миры 2 располагаются рядом с фоновым излучателем 3, и их нагрев (охлаждение) за счет теплового влияния фоновых излучателей 3 примерно одинаков. Однако в рассматриваемом инфракрасном коллиматорном комплексе мира имеет зеркальное покрытие, коэффициент отражения которого практически всегда выше, чем степень черноты зачерненной миры инфракрасного коллиматорного комплекса по патенту №2305305. Например, покрытие золотом обеспечивает коэффициент отражения порядка 0,99, а покрытие одной из лучших практически используемых черных эмалей ВМС-278 обеспечивает степень черноты не более 0,93.

В связи с этим влияние перегрева (переохлаждения) миры 2 на излучаемый ею поток инфракрасного излучения и в итоге влияние на уровень контрастного излучения на оптическом выходе рассматриваемого инфракрасного коллиматорного комплекса с мирой 2, имеющей зеркальное покрытие, будет значительно (до 7 раз) ниже, чем у инфракрасного коллиматорного комплекса по патенту №2305305, имеющего черную незеркальную миру.

Это позволяет более точно скомпенсировать погрешность, связанную с общим перегревом или переохлаждением миры 2 в целом относительно окружающей среды, т.е. опорного излучателя 8 и значительно (до 7 раз) снижает остаточную некомпенсируемую погрешность, вызванную неравномерностью нагрева отдельных участков миры, а в итоге позволяет снизить погрешность поддержания уровня контрастного излучения инфракрасного коллиматорного комплекса до величины порядка 2 мК.


ИНФРАКРАСНЫЙ КОЛЛИМАТОРНЫЙ КОМПЛЕКС
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 366.
10.01.2013
№216.012.17ac

Катализатор для получения сверхвысокомолекулярного полиэтилена

Изобретение относится к катализатору для получения сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Описан катализатор для получения сверхвысокомолекулярного полиэтилена - СВМПЭ при повышенных температурах полимеризации (≥80°C) в среде углеводородного разбавителя, например гептан, гексан, изопентан,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471552
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.190e

Способ получения хлопчатобумажной ткани технического назначения с комплексом защитных свойств от кислот и нефтепродуктов

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к отделке хлопчатобумажных текстильных материалов с комплексом защитных свойств от кислот и нефтепродуктов. Способ получения хлопчатобумажной ткани технического назначения включает расшлихтовку, отварку, беление, крашение активными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471906
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1bc8

Координатный стол

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к высокоточным координатным устройствам на линейных электродвигателях. Координатный стол содержит модули продольного и поперечного перемещения. Каждый из них выполнен в виде основания с направляющими, каретки, размещенной на направляющих,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472606
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1bce

Стенд для контроля точности контурных перемещений промышленного робота

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для проверки параметров контурного движения роботов, таких как точность, повторяемость, вибрация. Стенд для контроля точности контурных перемещений промышленного робота, содержащего манипулятор 1 с закрепленным на фланце 6...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472612
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1ca8

Эпоксиполиэфирная лакокрасочная композиция

Изобретение предназначается для нанесения на рулонный металл в качестве лакокрасочного материала. Эпоксиполиэфирная лакокрасочная композиция содержит (мас.%.): эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 1550-4000 г/экв. 18,0-40,0, полиэфирную смолу на основе продукта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472830
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.1e17

Способ сбора штормовых выбросов морских водорослей

Изобретение относится к промышленному сбору штормовых выбросов морских водорослей и может быть использовано для прибрежного промысла и в прибойной полосе. Способ сбора штормовых выбросов морских водорослей включает переход мореходного средства на место сбора выбросов, подбор водорослей и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473204
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.20e2

Устройство для преобразования изменения сопротивления в напряжение

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в авиационной промышленности, машиностроении, строительстве и т.д. для исследования прочности конструкций с помощью одиночных тензорезисторов без применения компенсационных тензорезисторов. Техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473919
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.214b

Устройство для защиты емкостного накопителя энергии

Изобретение относится к области высоковольтной импульсной техники. Технический результат заключается в повышении надежности устройства путем уменьшения вероятности взрыва конденсаторов в динамическом режиме работы устройства. Устройство содержит зарядное устройство, n параллельно соединенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474024
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.230b

Катализатор, способ его приготовления и способ получения β-пиколина

Изобретение относится к катализаторам получения β-пиколина конденсацией акролеина с аммиаком и способам их получения с целью повышения выхода β-пиколина, применяемого в производстве никотиновой кислоты и никотинамида, являющихся составными частями жизненно важных витамина РР и витаминов группы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474473
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.230c

Катализатор, способ его приготовления и способ получения малосернистого дизельного топлива

Изобретение относится к катализаторам гидроочистки дизельного топлива, способам приготовления таких катализаторов и способам получения малосернистого дизельного топлива. Описан катализатор, содержащий соединение [Со(СНО)][МоО(СНО)] в количестве 30-45 мас.%, диоксид титана 0,8-6,0 мас.%, AlO -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474474
Дата охранного документа: 10.02.2013
Показаны записи 1-10 из 275.
10.01.2013
№216.012.17ac

Катализатор для получения сверхвысокомолекулярного полиэтилена

Изобретение относится к катализатору для получения сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Описан катализатор для получения сверхвысокомолекулярного полиэтилена - СВМПЭ при повышенных температурах полимеризации (≥80°C) в среде углеводородного разбавителя, например гептан, гексан, изопентан,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471552
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.190e

Способ получения хлопчатобумажной ткани технического назначения с комплексом защитных свойств от кислот и нефтепродуктов

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к отделке хлопчатобумажных текстильных материалов с комплексом защитных свойств от кислот и нефтепродуктов. Способ получения хлопчатобумажной ткани технического назначения включает расшлихтовку, отварку, беление, крашение активными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471906
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1bc8

Координатный стол

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к высокоточным координатным устройствам на линейных электродвигателях. Координатный стол содержит модули продольного и поперечного перемещения. Каждый из них выполнен в виде основания с направляющими, каретки, размещенной на направляющих,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472606
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1bce

Стенд для контроля точности контурных перемещений промышленного робота

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для проверки параметров контурного движения роботов, таких как точность, повторяемость, вибрация. Стенд для контроля точности контурных перемещений промышленного робота, содержащего манипулятор 1 с закрепленным на фланце 6...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472612
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1ca8

Эпоксиполиэфирная лакокрасочная композиция

Изобретение предназначается для нанесения на рулонный металл в качестве лакокрасочного материала. Эпоксиполиэфирная лакокрасочная композиция содержит (мас.%.): эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 1550-4000 г/экв. 18,0-40,0, полиэфирную смолу на основе продукта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472830
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.1e17

Способ сбора штормовых выбросов морских водорослей

Изобретение относится к промышленному сбору штормовых выбросов морских водорослей и может быть использовано для прибрежного промысла и в прибойной полосе. Способ сбора штормовых выбросов морских водорослей включает переход мореходного средства на место сбора выбросов, подбор водорослей и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473204
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.1f95

Фотохромная регистрирующая среда для трехмерной оптической памяти

Изобретение относится к фотохромным полимерным регистрирующим средам на основе нового семейства термически необратимых диарилэтенов, а именно арил-замещенных циклопентеновых бензтиенил производных диарилэтенов, для использования в многослойных оптических дисках нового поколения с информационной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473586
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.20e2

Устройство для преобразования изменения сопротивления в напряжение

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в авиационной промышленности, машиностроении, строительстве и т.д. для исследования прочности конструкций с помощью одиночных тензорезисторов без применения компенсационных тензорезисторов. Техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473919
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.214b

Устройство для защиты емкостного накопителя энергии

Изобретение относится к области высоковольтной импульсной техники. Технический результат заключается в повышении надежности устройства путем уменьшения вероятности взрыва конденсаторов в динамическом режиме работы устройства. Устройство содержит зарядное устройство, n параллельно соединенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474024
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.230b

Катализатор, способ его приготовления и способ получения β-пиколина

Изобретение относится к катализаторам получения β-пиколина конденсацией акролеина с аммиаком и способам их получения с целью повышения выхода β-пиколина, применяемого в производстве никотиновой кислоты и никотинамида, являющихся составными частями жизненно важных витамина РР и витаминов группы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474473
Дата охранного документа: 10.02.2013
+ добавить свой РИД