Способ дистанционного измерения температуры

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

<ы883672 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 060380 (21) 2892647/18-10 с присоедииемием заявки H9(23) Приоритет (я)м. к„.з

G 01 K 11/12

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 2Ы 1.81. Бюллетень Н9 43 (53) УДК ьз6лз (088.8) Дата опубликования описания 2 33.181 (72) Авторы изобретения

Ю.Р..Войцехов и М.М. Чернякова

1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к измерению температуры, может быть использовано в раэличныХ отраслях науки и техники, и предназначено для дистанционного измерения температуры узлов и элементов Р3А, находящихся, например, в термобарокамерах.

Известные способы дистанционного измерения температуры основанны на определении температуры через параметры двулучепреломления кристаллических пластинок, находящихся в непосредственном тепловом контакте с измеряемым объемом, и заключаются .в том, что через двулучепреломляющую пластинку, которая является оптически активным датчиком температуры, пропускают монохроматический модулированный по плоскости поляризации свет и по изменению параметров про-. шедшего света определяют температуру tl).

Недостатком этих способов является низкая точность измерения из-за строгой фиксации датчика по отношению к измерительной температуре, что в условиях практических измерений, как правило, является нелегкой задачей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ дистанционного измерения температуры, заключающийся в помещении двулучепреломляющей фазовой пластинки в измеряемой среде, освещении ее поляризованным белым светом и определении температуры по изменению проходящего через пластинку света (21.

Недостатком способа является низкая точность измерения температуры, обусловленная сложностью расшифровки цветов, которая связана с неод15 нородностью цветового сигнала и .пространственным положением,двулучепреломляющей фазовой пластинки.

Цель изобретения — повышение точности измерения температуры.

20 поставленная цель достигается тем, что значение температуры определяют по спектральному положению изотропной точки двулучепреломпяющей фазовой пластинки.

На фиг. 1 приведена оптическая схема осуществления способа дистанционного измерения температурыt на фиг. 2 (а,б,в) — дисперсионные кривые показателя преломления двулучеЗО преломляющей фазовой пластинки на

883672 основе пентонаноата таллия в зависимости от температуры для трех длин волн 644 нм, 546 нм и 436 нм соответствeHно °

Оптическая схема (фиг. 1) включает в себя источник 1 белого света с конденсором, луч 2 белого света, поляризатор. 3, поляризованный луч

4 белого света, лвулучепреломляющую фаэовую пластинку (датчик температуры) 5, объект 6 измерения, цветной поляризованный луч 7, измерительное устройство (спектрополяриметр) 8.

Измеряют температуру следующим образом.

Луч 2 белого света от источника 15

1 света, проходит через поляризатор

3. Поляризованный луч 4 белого света проходит через двулучепреломляющую фазовую пластинку 5, помещенную на измеряемом объекте 6. При изменении QQ температуры объекта 6 меняется температура двулучепреломляющей фазовой пластинки 5, что, в свою очередь приводит к отсутствию двулучепреломления для определенной длины волны спектра в двулучепреломпяющей фа-. зовой пластинке и смене .знака двулучепреломления по обе стороны от изотронной точки, для которой показатель преломления для обыкновенной волны п больше показателя преломления для необыкновенной волны п до изотронной точки, а после ее показатель преломления обыкновенной волны и меньше показателя преломления необыкновенной волны п, и сдвиг изот- 35 ронной точки по спектру в зависимости от температуры измеряемого объекта, как показано на фиг. 2 (а,б,в) . Определяя в выходящем свете длину волны измерительным устрой- 4О ством (спекрополяриметром) 8, для которой двулучепреломляющая фазовая пластинка 5 изотропна, т.е. отсутствует двулучепреломление, можно однозначно определить значение тем- 4 пературы.

Так как положение изотропной точки может быть определено с очень высокой точностью (спектрополяриметр обнаруживает наличие двулучепреломления порядка от 0,005 до 0,002 град), точность измерения температуры становится очень высокой.

В ro же время для предлагаемого способа изменение ориентации двулучепреломляющей фазовой пластинки не критично, а практически только важно, чтобы луч проходил сквозь двулучепреломляющую фазовую пластинку, т.е. в предлагаемом способе определяют температуру не по величине двулучепреломления, связанного как с температурой, так и с ориентацией двулучепреломляющей фазовой пластинки, а по длине волны, на которой отсутствует двулучепреломление и которая не зависит от ориентации двулучепреломляющей фазовой пластинки, что в свою очередь также повышает точность измерения температуры. двулучепреломляющие фаэовые пластинки с изотропной точкой могут изготовляться как с одноосных двулучепреломляющих кристаллов, таких как, например пентонаноат таллия..так и

/ жидких смектических кристаллов, имеющих изотропную точку, например гомологи солей таллия (каприниты, лаураты, деканоаты и т.д. ), которые выполняются путем герметизации слоя ориентированного кристалла тонкими стенками прозрачного вещества.

Возможность дистанционного измерения температуры на-объектах с односторонним и Ограниченным доступом, высокая точность измерения и некритичность ориентации в пространстве двулучепреломпяющей фазовой пластинки найдет широкое применение в промышленности.

Формула изобретения

Способ дистанционного измерения температуры, заключающийся в помещении двулучепреломляющей фазовой пластинки в измеряемой среде, освещении ее поляризованным белым светом и определении температуры по изменению проходящего. через пластинку света, .отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, значение температуры определяют по спектральному положению изотропной точки двулучепреломляющей фаэовой пластинки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 478201, кл. G 01 Х 5/58, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 243889, кл. G 01 К 11/12, 1968 (прототип) .

883672 Ю

ЦО ЖО 1Я йУ 170 180 50 ggg t C

Фиг. Г

Составитель М. Вабищевич

Техред A. Бабинец Корректор А. Ференц

Редактор П. Ортутай

Заказ 10209/62

Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

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

Филиал ППП Патент ", г. Ужгород, ул. Проектная, 4