Датчик температуры

 

1. ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий оптически неоднородную смесь твердых веществ с раэличньичи температурными коэффициентами показателей преломления, размещенную между двумя прозрачными пластинами, на внутреннюю поверхность одной из которых нанесено зеркальное покрытие, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения температурных полей путем улучшения разрешающей способности датчика, в нем со стороны зеркального покрытия выполнены дне взаимно перпендикулярные систеки параллельных несквозных прорезей с интервалом Д , величина которого определяется по форMV-HG .)), гДе е - ширина, прорезей; изменяемая В интервале от 0,25 Л . ДО 2А,О - глубина прорезей; ti - толщина датчика; cL - коэффициент теплообмена датчика с окружающей средой ; Л - коэффициент теплопроводности оптически неоднородной смеси. 2. Датчик по п. 1, отлива щ и и с я тем, что центры прямоугольных участков датчика, образованных прорезями, смещены на полшага относительно шахматного порядка.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% (И) 3QiD С 01 К 11 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3370006/18-10 (22) 24.12.81 (46) 23.07. 83. Бюл. У 27 (72) Ю.P. Войцехов (53) 536.53(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 253408, кл. G 01 К 11/12, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

9 479009, кл. G 01 К 11/12, 1973. (54)(57) 1. ДАТЧИК ТЙМПЕРАТУРЬ, содержащий оптически неоднородную смесь твердых веществ с различными температурными коэффициентами показателей преломления, размещенную между двумя прозрачными пластинами, на внутреннюю поверхность одной из которых нанесено зеркальное покрытие, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения температурных полей путем улучшения разрешающей способности датчика, в нем со стороны зеркального покрытия вйполнены две взаимно перпендикулярные систеыя параллельных несквозных прорезей с интервалом Ь, величина которого определяется по фор<1 Sh(3+)= » (» -)-g g (g ф-)

-/ cL где 1 д < ) i ширина, прорезей;, изменяемая в интервале от 0,25 Ь до 2 глубина прорезей, толщина датчика; коэ ффицие нт те плоо бме на датчика с окружающей средой, А — коэффициент теплопроводности оптически неоднород- 3 ной смеси.

2. Датчик по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что центры прямоугольных участков датчика, образованных прорезями, смещены на полшага относительно шахматного порядка.ф

1030666

Изобретение относится к термометрйи и предназначено для исследования температурных полей в радиоэлектронной аппаратуре и устройствах иного назначения в различных областях науки и техники. 5

Известен датчик температуры, выполненный в виде кюветы, заполненной оптически неоднородной смесью жидкого и твердого компонентов, имеющих различные температурные ко- ффи циенты показателей преломления )1), Однако наличие кюветы в данном датчике является причиной его относительно большой тепловой инерции, что приводит к снижению точности15 измерения нестационарных температур.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик температуры, содержащий оптически неоднородную смесь твердых нешеств с различными температурными коэффициентами показателей преломления, размещенную между двумя прозрачными пластинами, на внутреннюю поверхность одной из которых нанесено зеркальное покрытие. 25

Известный датчик отличается спектральной избирательностью для проходящего сквозь него света, пропуская свет узкого спектрального состава и рассеивая иной спектральный ЗО состав в пределах широкого телесного угла. Благодаря различию температурных коэффициентов показателей преломления компонентов смеси полоса пропускания датчика смещается по З5 спектру в зависимости от температуры, что визуально проявляется как изменение его окраски при освешении белым светом.

Известный датчик работает в режиме отражения, т.е. световой пучок проходит через датчик дважды, изменяя направление при отражении на зеркальном покрытии. Это позволяет испольэовать его при исследовании температурных полей непрозрачных 4з объектов (2j..

Недостатком известного датчика является его низкая раэрешаюшая способность передачи температурного рельефа и соответственно невысокая точность измерения температурных полей. Необходимость обеспечения постоянства коэффициента отражения света во всей видимой области спектра при приемлемой его величине (не 55 менее 0,85) вынуждает зеркальное покрытие выполнять из металлов, например алюминия. Высокая теплопронодность металлов приводит к резкому увеличению эффективной теплопро- 6О водности датчика и ухудшению его разрешающей способности.

Целью изобретения является повышение точности измерения температурных полей. 65

Поставленная цель достигается тем, что н датчике температуры, содержацем оптически .неоднородную смесь твердых веществ с различными температурными коэффициентами показателей преломления, размешенную между двумя прозрачными пластинами, на внутреннюю поверхность одной из которых нанесено зеркальное покрытие, со стороны зеркального покрытия выполнены две взаимно перпендикулярные системы параллельных несквозных прорезей с интервалом Ь, величина которого определяется по формуле

,1 S (Z —;)=5% (3 ) 54 " ), где p(g+)

-,=1 ширина прорезей, изменяемая в интервале от 0,256 до 2h

К вЂ” глубина прорезей; толщина датчика; коэффициент теплообмена датчика с окружающей средой

Л вЂ” коэффициент теплопронодности оптически неоднородной смеси.

Центрь. прямоугольных участков датчика, образованных прорезями, смещены на полшага относительно шахматного порядка.

Благодаря прорезям практически исключен теплообмен между разрезанными участками датчика. Расплывание температурного рельефа в этом случае наблюдается лишь в неразрезанной части датчика толщиной Д ).

При этом, ввиду отсутствия зеркального покрытия на этом участке датчика, соотнетствующий ему коэффициент теплопроводности определяется теплопроводностью самой оптически неоднородной смеси.

На фиг. 1 приведено сечение датчика н вертикальной плоскости, на фиг. 2 — нид датчика со стороны пластины с нанесенным на ее внутреннюю поверхность зеркальным покрытием.

Датчик температуры содержит оптически неоднородную смесь тнердых веществ, компоненты которой, например полимер 1 и измельченное стекло

2, имеют близкие показатели преломления и различные температурные коэффициенты показателей преломления, размещенную между двумя прозрачными пластинами 3 и 4 из диэлектрика.

На пластине 4, контактирующей с поверхностью объекта измерения, с внутренней стороны нанесено зеркальное отражаюшее покрытие 5.

Со стороны пластины 4 с зеркальным покрытием 5 в датчике выполнены две взаимно перпендикулярные системы параллельных несквозных прорезей б. Прорези углублены настолько, что1030ббб

Составитель В. Голубев редактор Л. Гратилло ТехредМ.Гергель Корректор Г. Orap

Заказ 5193/42 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 бы неразрезанная верхняя часть датчика позволяла лишь сохранить его ме механическую прочность. Интервал Ь между прорезями выбирается из условия обеспечения максимальной геометрической разрешающей способности датчика по приведенной выше формуле.

Ширина прорезей 0 может изменяться в пределах от 0,25,6. до 2 Ь, но, как показывают расчеты, существует оптимальное значение = /3, при 30 котором достигается максимальная разрешающая способность датчика.

Четкость передачи температурного рельефа можно несколько улучшить, если прорези выполнить так, что центры образованных ими прямоугольных участков 7 пластины 4 будут смещены относительно шахматного порядка иа подшага.

Предложенный датчик имеет более высокую разрешающую способность по сравнению с известным и тем самим обеспечивает повышение точности измерения температурных полей.