Оптический поляризационный датчик температуры

 

Изобретение относится к области температурных Измерений и может быть использовано для дистанционного иэмерения и регулирования температуры газообразных, жидких и твердых сред как в обычных, так и в особо опасных условиях. Целью изобретения является увеличение температурной чувствительности датчика и упрощение конструкции Поставленная иелъ достигается тем, что в оптическом поляризационном датчике те.мпературы, содержащем источник коллимнрованного плоскополяризованного излучения, термочувствительный фазовый оптический элемент, световозвращатель и фотоприемное устройство , фазовый термочувствительный элемент и световозвращатель выполнены у совместно в виде одной многоходовой призмы полного внутреннего отражения. с 2 ил. (Л

ае (и) СОЮЗ СООЕТСИИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИИ

А1 (51) 5 С 01 J 5/58

1 - 1 1КЯ

Дд, "- " МЫ » !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I 0CYllAPCT8EHHblA КОМИТЕТ

110 И:. О Р1-УНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (46) 15.01. 91. Бюл. N - 2 (21) 4391337/25 (22) 14 03.8б (72) F.Ë. Давыдов и K.Е. Балкарей (53) 536.52(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

NI 757873, кл. G 01 J 5/58, 1978.

Rogers А.I. Optical temperature

sensor for high voltage applicati,ons.- Appl. Optics, /.2l, Ф 5, 1982, р. 882-885. (54) ОПТИЧЕСКИЙ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЙ ДАТЧИК ТЕИПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано для дистанционного из мерения и регулирования температуры

Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано для дистанционного из- .мерения н регулирования температуры газообразных, жидких и твердых сред как в обычных, так и в особо опасных условиях.

11елью изобретения является увеличение температурной чувствительности датчика и упрощение конструкции.

На фиг. 1 показан предлагаемый датчик для гомодинного приема сигнала; на фиг. 2 - то же, для прямого детектирования сигнала.

Датчик температуры содержит излучающий лазер .1, светоделительную полупрозрачную пластину 2, отражающее зеркало. 3 опорного плеча, термочувствителъную призму 4 полного внутреннего отражения (IIBO), линзу 5 перед фо2 газообразных, жидких и твердых сред как в обычных, так и в особо опасных условиях. Целью изобретения является увеличение температурной чувствительности датчика и упрощение конструкции

Поставленная цель достигается тем, что в оптическом поляриэационном датчике температуры, содержащем источник коллимированного плоскополяризованного излучения, термочувствительный Фазовый оптический элемент, световозвращатель и фотоприемное устрой-. ство, Фазовый термочувствительный элемент и световозвращатель выполнены совместно в виде одной многоходовой призмы полного внутреннего отражения.

2 ил.

° топриемником, фотоприемное смеситель- 5 ное устройство 8 и индикаторное устройство 7. Плоскополярнзоввниый луч лазера

1, проходя через светоделительную фЬ пластину 2, делится на два луча - опор- Д ный, отражающийся от зеркала 3, и сигнальный, поступающий на призму 4, цр

Возвращающийся из призмы 4 луч совмещается с опорным нв пластине 2 и оба луча фокусируются линзой 5 на фотосмесительном устройстве 6. Амплитуда сигнала на выходе детектора зависит от Фаэовой задержки сигнального луча относительного опорного

:(гетеродинного) н регистрируется индикаторньпч устройством, в состав которого входят усилители, цифровые нли стрелочные приборы-индикаторы (вольтметры), или осциллографы и т.п.

1 547495

Для повышения чувствительности схем индикации часто переходят от гомодинного режима к гетеродинному, . при котором частота опорного канала смещена относительно сигнального на величину, достаточную, чтобы устройство 6, выделяющее в этом случае именно эту раэностную частоту, работало в,режиме минимизированного уров- 1п ня шума. Осуществляется это либо применением специального дополнительного",опорного" лазера, либо введением в схему сдвигающего частоту элемента, например, акустооптического модулятора. При гетеродинном приеме амплитуда электрического сигнала на частоте сдвига также является функцией Фаэовой задержки луча.в призме 4.

Кроме этих способов выделения сиг- g нала, зависящего от температурозависимой Фазы сигнального луча, используют также способ индикации, основанный на формировании сигнала в Фотосмесительном устройстве 6 в виде авто-ц корреляционной функции. Для этого вводят модуляцию любого типа одновременно в оба канала: опорный (гетеродинный) и в сигнальный. В этом случае спектр сигнала является Функцией фазовой задержки. Регистрируя амплитуды частотных компонент спектра,, можно; по их изменениям судить о фазо-»=ok задержке и, следовательно, о температуре.

Если призма 4 установлена на режим изменения состояния поляризации

Ф в выходящем из нее луче (аэимут плоскости поляризации луча на входе в призму относительно плоскости ПВО равен 45 ), то применяется прямое детектирование сигнала (Фиг.2) . Схема проще (отсутствует опорный манал с зеркалом 3) и менее капризна в юстировке, но уступает гетеродинной в чувс гвительности. Делительнвя пластинка 2 устанавливается под углом Брюстера и выполняет функцию анализатора.

Устройство 6 регистрирует амплитуду сигнала, зависящую от фазы.

Устройство обеспечивает температурную чувствительность, в 30 paw npe вышающую температурную чувствительность прототипа, и имеет более простую. оптическую схему.

Формула и з о б р е т е н и я

Оптический поляризационный датчик температуры, содержащиР источник коллимированного плоскополяриэованного излучения, термочувствительный фазовый оптическиР элемент, световозвращатель и фотоприемное устройство, о т л и ч а ю щ и Р с я тем, что, с целью увеличения температурной чувствительности и упрощения конструкции, Фазовый термочувствительный элемент и световозвращетель выполнены совместно в виде одноР многоходовой призмы полного внутреннего отражения.

1547495

Составитель В. Зуев

Техред М.Дидык Корректор О .Ципле

Редактор Т. Рыбалова

Ч

Заказ 675 Тираж 321 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, М-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уигород, ул. Гагарина, 101