Патент ссср 415515

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социал»стическнх

Респубпик! !

I ! М. !хл. G 01k 11/12 !

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 09Л !1.1971 (№ 1686581/18-10) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 15.i!.1974. 1оюллетень ¹ G

Дата опубликования описания !9Х!.!974

Государственный комитет )

Совета Министров СССР по делам изобретений ч открытий (I

УДК 536.5(088 8) Авторы изобретен»", !

О. P. Войцехов и М. !т1. ".ернякова

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВ!!Х ПОЛЕЙ

Данное устройство относится к области термометрии и может быть использовано, например, при изучении тепловых полей радиоэлементов и других объектов в различных отраслях народного хозяйства.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее измерительный элемент на основе двух компонентов, у которых показатели преломления зависят от длины волны света и совпадают для единственной длины волны, а температурные коэффициенты показателей преломления отличаются знаком или величиной. Устройство выполнено в виде двух прозрачных пластин с матированной поверхностью, между которыми размещен второй компонент, жидкий или твердый, а также два параллельных поляризатора, установленных на передней и задней стенках измерительного элемента.

Действие известного устройства для измерения температуры основано на селективном пропускании света разных длин волн в видимой области оптически неоднородной дисперсионной смесью и на зависимости длины волны пропускаемого света от температуры.

Использование двух параллельных поляризаторов при исследовании тепловой картины объектов позволяет зарегистрировать изотермы теплового поля, соответствующие длинам волн спектра поляризованного света.

К недостаткам известного устройства для исследования теплового поля следует отнести то, что температурный интервал между соседними изотермами непостоянен и определяется

5 не требуемым температурным разрешением при исследовании теплового- поля объекта в ка:кдом конкретном случае, а спектральной характеристикой поляризаторов, не поддаюц;ейся регулировке.

10 Целью предлагаемого изобретения является получение требуемой разрешающей способности при исследовании теплового поля объекта и возможности варьирования температурного интервала между соседними изотер15 мами.

Эта цель достигается тем, что устройство для исследования теплового поля содержит установленные между источником света и исследуемым объектом два поляризатора, один

20 из которых становлен стационарно, а второй может быть повернут вокруг своей оси. Между поляризаторами расположены две клиновидные фазовые пластинки, сложенные наклоннымп гранями с возможностью сдвига

25 одна относительно другой, например, с помощью IHKpOBIIIITB.

На фиг. схематически изображено предлагаемое устройство для исследования теплового поля объекта, содержащее источник беЗ0 лого света 1; оптическую фокусирующую с»415515

65 стему 2; поляризаторы 3 и 4; клиновидные фазовые пластинки 5 и 6; исследуемый объект

7; термочувствительную пленку 8; экран 9.

На фиг. 2 схематически показана картина теплового поля платы, изображенная на экране 7, где 10, 11, 12, 13 — соответственно красная, желтая, зеленая и синяя нзотермы теплового поля обьекта.

Конструкция, включающая в себя два параллельных поляризатора 3, 4, две клинообразные фазовые пластинки 5, 6, сложенные наклонными гранями, позволяет из спектра белого света источника света 1 выделить набор спектральных линий, который определяется суммарноп толщиной плоскопараллельной фазовой пластинки, образованной двумя клинообразными фазовыми пластинками, сложенными наклонными гранями.

Термочувствительная пленка 8 изготовлена на основе прозрачного полимера (например, полистирола, полиметилметакрилата и т. д.), используемого в качестве связующего; в качестве наполнителя могут быть применены измельченные оптическое стекло, кристаллы и т. д.

Изготовленные таким образом эластичные и гибкие пленки могут быть устаноглены на объекте любой конфигурации.

Компоненты пленки выбираются с близкими показателями преломления, зависящими от длины волны, температурные коэффициенты которы.; отличаются знаком либо величиной.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Поляризатор 3 поляризует белый свет в некоторой плоскости. Плоскопараллельная фазовая пластинка 5, 6 вращает плоскость Iloляризации проходящего сквозь пее белого света пропорционально своей толщине, однако ввиду различия длин волн отдельных спектральных составляющих белого света свет разных длин волн на выходе фазовой пластинки приобретает различный сдвиг плоскости поляризации.

Поляризачор 4, выполняющий функции шализатора, пропускает без ослабления свет чех длин волн, которые получили такой фазовый сдвиг на выходе фазовой пластинки, что их плоскость поляризации параллельна плоскости поляризации выходного поляризатора

4, и из спектра белого света он выделяет эти длины волн.

Чем больше толщина фазовой пластинки, тем большее количество спектральных линий она пропускает.

Изменяя суммарную толщину фазовой пластинки путем взаимного перемещения двух клиновидных фазовых пластинок, например с помощью микровинта, выбирают нужный линейчатый спектр, что позволяет получить на экране 9 нужные изотермы и исследовать тепловое поле объекта с требуемым разрешением. Можно заранее отградуировать фазовую пластинку по толщине так, что каждой суммарной толщине пластинки будет соответство5

45 вать цветовой температурный набор изотерм, которые можно видеть на экране.

Однако при изменении толщины фазовой плоскопараллельной пластинки 5, 6 изменяется начало отсчета. Так, например, если при некоторой толщине фазовой пластинки изотерi1I0 с минима IbHO<1 темпера r) poH coo rBpTcTBOвал красный цвет, то при изменении толщины фазовой пластинки 5, 6 с целью получения иного шага между изотермами красному свету уже будет соответствовать другой фазовый сдвиг, и этот свет не будет проходить через выходной поляризатор 4.

Для возврата к прежней точке отсчета следует повернуть выходной поляризатор 4 на некоторый угол до полного совпадения плоскости поляризации красного света на выходе фазовой пластинки с плоскостью поляризации поляризатора 4. Это позволит, сохранив начало отсчета, получить систему с новым шагом.

Линейчатый спектр, создаваемый источником света 1 в сочетании с поляризаторами 3 и 4 и двумя клиновидными фазовыми пластинками 5 и 6, падает на термочувствительное покрытие 8, нанесенное на исследуемый объект, проходит сквозь него и, отразившись от поверхности объекта, падает на экран 9.

При этом термочувствительная пленка пропускает в каждой точке свет той длины волны, при которой показатели преломления ее компонентов совпадают при данной температуре этой точке пленки и рассеивает свет остальных длин волн падающего на нее света.

T. е. пленка фильтрует и каждой своей точке линейчатый спектр, оставляя лишь одну длину волны, соответствующую температуре пленки в этой точке.

В результате на экране 9 тепловое поле объекта представлено в виде линий разного цвета, являющихся изображением изотерм теплового поля объекта (10, 11, 12, 13).

Цвет линии определяется температурой, соответствующей каждой изотерме.

Предмет изобретения

Устройство для исследования тепловых полей, содержащее источник света, термочувствительный элемент, выполненный на основе оптически-неоднородной двухкомпонентной смеси, показатели преломления компонентов которой зависят от длины волны, а температурные коэффициенты показателей преломления различны по знаку или величине, и два поляризатора, отличающееся тем, что, с целью получения требуемой разрешающей способности при регистрации изотерм теплового поля объекта, между поляризаторами, один из которых подвижен вокруг оси, расположены две клиновидн фазовые пластинки, сложенные наклонными гранями с возможностью сдвига одна относительно другой, например, с помощью микровинта.

415515

Составитель И. Дубсон

Техред Г. Васильева Корректор T. Добровольская

Редактор Н. Белявская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1404/9 Изд. ¹ 1252 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4)5