Волоконно-оптический датчик температуры

 

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить чувствительность волоконно-оптического датчика температуры. Датчик содержит термочувствительный элемент из кварцевого стекла, легированного окисью железа или окисью никеля, жестко соединенный с волоконным световодом. При нагревании в диапазоне температур 200-1600°С выполненный из чувствительт ного кварца элемент начинает излучать ин-. фракрасное и видимое излучение, которое через световод поступает на приемник излучения. 1 ил.,Изобретение касается измерений температур в диапазоне от 200 до 1 бОО'^С как в промышленности, так и научных исследованиях.Известен волоконно-оптический датчик температуры, содержащий чувствительный элемент, соединенный со световодом из кварца.Недостатком известного датчика является невозможность измерения высоких температур.Наиболее близким к изобретении} по технической сущности и достигаемому результату является волоконно-оптический датчик температуры, содержащий термочувствительный элемент, жестко соединенный с волоконным световодом, выполненным из кварцевого стекла, и фотоприемник.Недостатком известного датчика является его низкая чувствительность, вызванная малой излучательной способностью чистого кварца.Цель изобретения - повышение чувствительности датчика.Поставленная цель достигается тем, что термочувствительный элемент выполнен из кварцевого стекла, легированного окисью железа или окисью никеля./ На чертеже представлена конструкция предлагаемого волоконно-оптического датчика.Датчик содержит чувствительный элемент 1, выполненный из кварцевого стекла, легированного окисью железа или никеля, в количестве от 0,1 до 10%, кварцевый, сплавленный с чувствительным элементом волоконный световод 2 со световедущей жилой 3 и отражающей оболочкой 4, и фотоприемник 5, Использование в конструкции датчика чувствительного элемента, легированного окисью железа или окисью никеля, повышает на порядок чувствительность датчика. Это происходит в результате того, что кварцевое стекло, легированное окисью Железа или окисью никеля, имеет на порядок более высокую излучательную способность в области чувствительности фотоприемника."^fe

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 К 11/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ-И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4699684/10 (22) 01.06.89 (46) 15.02.92, Бюл. ЬЬ 6 (71) Научно-производственное объединение"Кварц" (72) Л.Г.Карпов, А.И.Ермоленко, В.B.Æaxîâ, Ю.Л.Сергеев, Ю.Ф.Скорняков и В.С.Хотимченко (53) 536.53(088.8) (56) Заявка ЕВП(ЕР) М 0137222, кл. G 01 К 11/12, 1985.

"Кейсо Instrumentation", 1982, 25, М 4, с. 79-84.

Изобретение касается измерений температур в диапазоне от 200 до 1600 С как в промышленности, так и научных исследованиях, Известен волоконно-оптический датчик температуры, содержащий чувствительный элемент, соединенный со световодом из, кварца.

Недостатком известного датчика является невозможность измерения высоких температур.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является волоконно-оптический датчик температуры, содержащий термочувствительный-элемент, жестко соединенный с волоконным световодом, выполненным из кварцевого стекла, и фотоприемник.

Недостатком известного датчика является его низкая чувствительность, вызванная малой излучательной способностью чистого кварца.

Цель изобретения — повышение чувствительности датчика.

„„Я „, 1712799 А1 (54) ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить чувствительность волоконно-оптического датчика температуры.

Датчик содержит термочувствительный элемент из кварцевого стекла, легированного окисью железа или окисью никеля, жестко соединенный с волоконным световодом.

При нагревании в диапазоне температур

200 — 1600 С выполненный из чувствительного кварца элемент начинает излучать ин-. фракрасное и видимое излучение, которое через световод поступает на приемник излучения. 1 ил.

Поставленная цель достигается тем, что термочувствительный элемент выполнен из кварцевого стекла, легированного окисью железа или окисью никеля. . На чертеже представлена конструкция предлагаемого волоконно-оптического датчика.

Датчик содержит чувствительный элемент 1, выполненный из кварцевого стекла, легированного окисью железа или никеля, в количестве от 0,1 до 10%, кварцевый, сплавленный с чувствительным элементом волоконный световод 2 со световедущей жилой

3 и отражающей оболочкой 4, и фотоприемник 5. Использование в конструкции датчика чувствительного элемента, легированного окисью железа или окисью никеля, повышает на порядок чувствительность датчика. Это происходит в результате того, что кварцевое стекло, легированное окисью

Железа или окисью никеля, имеет на порядок более высокую излучательную способность в области чувствительности фотоприемника.

1712799

45

Составитель Л. Карпов

Техред М,Моргентал

Редактор 3. Слиган

КоРРектоР М. Демчик

Заказ 52 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Волоконно-оптический датчик работает следующим образом.

Чувствительный элемент 1 датчика диаметром 0,01 до 1 мм располагают в области измерения температуры, где последний нагревается до температуры окружающей среды и начинает излучать инфракрасное и видимое излучение. Часть этого излучения волоконным световодом 2 через световедущую жилу 3 подводится к фотоприемнику 5, расположенному в любом удобном месте на расстоянии до 1000 м от исследуемого объекта и соединенному с системой регистрации и управления. Чувствительность датчиков (сигнал фотоприемника), полученных на основе чистого кварцевого стекла, 0,32 мв, кварцевого стекла, легированного окисью железа, 4,4 мв, а кварцевого стекла, легированного окисью никеля, 3,9 мв. Легирование проводилось при рабочей температуре 1200 С.

Преимуществами данного датчика являются высокая точность измерения-температуры, простота изготовления и отсутствие потребности в дорогостоящих материалах.

Датчик позволяет контролировать температуру на расстоянии до 1000 м до объекта.

5 Кроме того, он имеет малые габариты чувствительного элемента, малую инерционность, высокую помехозащищенность, позволяет проводить измерения в условиях сильных электромагнитных полей и на объектах, находящих10 ся под высоким электрическим потенциалом.

Датчик стоек к воздействию агрессивных сред.

Формула изобретения

Волоконно-оптический датчик темпера15 туры, содержащий термочувствительный элемент, жестко соединенный с волоконным световодом, выполненным из кварцевого стекла, и фотоприемник, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения

20 чувствительности датчика, термочувствительный элемент выполнен из кварцевого стекла, легированного окисью железа или окисью никеля.