Устройство для дистанционного измерения температуры

 

()957013

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Жс. (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.07.80 (21) 2952771/18-! 0 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.э

G 01 К 11/12

Государственный номнтет (53) УДК 536.53 (088.8) Опубликовано 07.09.82. Бюллетень № ЗЗ ло делам нзовретеннй н открытий

Дата опубликования описания 07.09.82 (72) Авторы изобретения

Ю. P. Войцехов и М. М. Чернякова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к термометрии, а именно к устройствам для дистанционного измерения температуры и может быть использовано в различных отраслях науки и техники, в частности устройство предназначено для дистанционного измерения температур на объектах радиоэлектронной аппаратуры.

Известны устройства для дистанционного измерения температуры, содержащие термохромный датчик температуры, источник света и регистратор (1).

Недостатками устройства является низкая точность измерения температуры обусловленная нестабильностью термохромного датчика температуры при воздействии окружающей среды.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для дистанционного измерения температуры, содержащее источник белого света и расположенные последовательно по оптической оси устройства изооптический термодатчик, объектив, диафрагму, подвижный интерференционный клиновидный светофильтр, окуляр и регистратор (2).

Недостатками устройства является низкая точность измерения температуры, обусловленная низким разрешением на краях видимого оптического диапазона длин волн из-за несовершенства системы регистрации.

Цель изобретения — повышения точности измерения температуры.

Эта цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены источник поляризующего напряжения, генератор импульсов низкой частоты и конденсатор, причем выходы источника поляризующего напряжения через конденсатор соединены с выходами генератора импульсов низкой частоты и с электродами интерференционного клиновидного светофильтра, выполненного на основе оптически активных кристаллов, например ZnS.

На фиг. 1 приведена конструкция устройства для измерения температуры; на фиг. 2 — конструктивное выполнение интерференционного клиновидного фильтра; на фиг. 3 (а, б, в) — зависимости полосы пропускания интерференционного фильтра в зависимости от его положения относительно диафрагмы устройства.

Устройство включает источник 1 света, луч 2 белого света, изооптический термо957013

3 датчик 3, объект 4 измерения, цветной луч 5. объектив 6, диафрагму 7, интерференционный клиновидный свето«)ильтр 8; окуляр 9, регистратор 10, шкалу 11 фильтра, источник 12 поляризующего напряжения, генератор 13 импульсов низкой частоты, конденсатор 14.

Интерференционный клиновидный светофильтр (фиг. 2) включает стеклянную подложку 15, полупрозрачные серебряные зеркала 16, диаэлектрический слой 17, электроды !8.

На фиг. 3 (а, б, в) показаны контур 19 полосы пропускания датчика, контур 20 полосы пропускания интерференционного светофильтра при максимальном напряжении на светофильтре 20, контур 21 полосы с

)О

15 пропускания интерференционного светофильтра при минимальном напряжении на светофильтре, амплитуды проходящего сквозь светофильтр света при положительном и отрицательном напряжении на светофильтре 1, и 1д с оответстве н н о.

Устройство работает следующим образом.

При помощи источника 1 света лучом белого света 2 освещают датчик 3, уста«овленный на объективе 4. В зависимости O.r температуры объекта 4 цветной луч 5, вы-;,.ходящий из датчика, имеет определенную длину волны !.О, при помощи объектива 6 цветной луч 5 направляют на клиновидный интерференционный светофильтр 8, который ,.рассматривает через диафрагму 7 при помощи окуляра 9.

На контакты 18 интерференцкинного фильтра 8 подключают источник 12 поляризующего напряжения и через развязывающий конденсатор 14 генератор

13 импульсов низкой частоты. В связи с тем, что диэлектрический слой фильтра находится в осциллирующем поле низкой частоты в результате электрооптического эффекта в нем меняется коэффициент преломления, что равносильно изменению оптической толщины слоя и что в ко- 40 . нечном счете приводит к колебаниям полосы пропускания фильтра у значения полосы пропускания в отсутствии переменного напряжения. Продвигая фильтр мимо диафрагмы, находят положение, когда сквозь него отчетливо и с достаточной яркостью виден датчик.

В связи с колебанием положения полосы пропускания фильтра из-за поля низкой частоты изображение датчика мерцает, так как изображение его исчезает г!ри сдвиге 50 полосы пропускания за щель диафрагмы.

Медленно продвигая фильтр, добиваются. пропадания мерцания изображения фильтра и по шкале фильтра определяют положение полосы либо температуры, если шкала отградуирована в значениях температуры.

На фиг. 3 (а, б, в) показано, что в положении фильтра а изображение датчика будет мерцать, так как яркость изображения датчика в момент положктель)Îго импульсы

H31!ряжения на фильтре больше, чем при отрицательном, что проявляется как мерцание изображения. В положе«! б изображение также будет мер.ьа, ь. так как яркость изображения датчика: "=.„; Ит отрицательногÎ импульса напр)1н;, „,.;;; меньше, чем при положительном и l-; «Оложении в яркость при положительном и 0 ркцательном им«у Ihcax одинаковы, lтo воспринимается наблюдателем как исчезновение мерцания, т. е. устройство реализует объективный признак точной настройки -- про!!адBI;HE: мерцaíèé.

В результате подач . IB«pHiKOHHO(элекгрического поля на интерференцконный светофильтр (фиг 2), выпол«еii нiый в виде подложки 15, !13 котору)о последонательнс

«3!!е(сны полупр()()раино((" ге„«;,!;00 „ еркало !6, дкаэлектркч,.сияй сло. : ".и„,), !!(лупрозрачное серебря!«ос !с- ка, и) 1!. I;. И3..13ель преломления дк;..зл(кт ",;-!(с,:- .. -..лок

ZnS a зависим!Ос (H 0 !i- .!,,Ряжс ркческого поля имеет вид п(E) = п,(1 -(" -,ф- )

ГДŠà — ЭЛСKTPOO!1 )HЧ((КК И, .ОЭП)0-Ь! К !1

П,,— — ПОК333ТЕЛЬ IIPC. !ОМ. !Е!!К. . Н (СГ(. TCTBHH поля; — — НацряжЕННОС! 1> Э., Е!. l !. .0 () !ОЛЯ а пря подаче дополня".;"-.-.ьног() . р -ленного напряжения на светофк.!ьтр;.)г-::ве )с": к мод, ляпин полосы !!роп) ск! ««, ; «í Tcp!;cpcll

«КОННОГО СВ(ТофИ IhTDB. ТB KB! -. :)ОС. 1(ДНЕ ;.

ИОзникает сдвк I l! О.1 Осы Г!Ро !, ОKН ни .. в 33 пк—

СКМОС" К 0Т ТОЛ!Ц!i! .Ь! Диаэ,!СКГРК !ССКОГО СЛОН

ZpS к Нр«.T(iõ н«ОГО !!3п)iя)!.е! Кн, ко-;ГBH может быт!. г)ол(()нк.)я)!ы «))л.:ь. р.;!! "(Т )(1 .

Вместо (рильтр!i с и;телля:(с!(кмк зеркалами можно «рименкгь (ркльтры с диэ(1 ктР!1 IPcKHMH 300KB,.I 3 "in, «3 KO I OPI:(IH60 наносят I.îë,прозра .Иы.: .. ро!)одя«1Hе ", .;крытия, !!311р)! !Ор ccpcñ IOÎ I .., эзра ч «Остью 0.7

«ри толщине слоя 310 м, либо помещать такой диэлектрический фильтр в,0«Bå«càòîð, B котором IlpOp(33«3 .=,11ыф()()гм ы, мальным зазором между обкладками и фильтром.

Необходимые на«ряжения в этом случае будут выше, чем для предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство значительно повышает точнОсть изMCрения тем«epBTvphI, обусловленную использованием интерференционного клиновидного светофильтра, на который подают поляризующее напряжение, в результате чего обеспечивается симметричная работа всегс устройства (сдвиг полосы вправо равен сдвигу полосы влево), выбор величины постоянного напряжения рабочей точки модуляции, и при необходимости величиной напряжения сдвигать полосу пропускания всего филь-,ра h«ip33(! „Ибо

957013 влево (установка нуля), резкое уменьшение времени задержки модуляции, так как при очень малых напряжениях, .если работать без поляризации, возможна задержки изменения коэффициента преломления по отношению к напряжению из-за поликристаллической структуры слоя. Напряжение поляризации должно быть в 2,2 — 2,3 раза выше амплитуды импульса.

Предлагаемое устройство для дистанционного измерения температуры найдет широкое применение в народном хозяйстве.

Формула изобретения

1. Устройство для дистанционного измерения температуры, содержащее источник белого света и расположенные последовательно по оптической оси устройства изооптический термодатчик, объектив, диафрагму, подвижный интерференционный клиновидго ный светофильтр, окуляр и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в устройство введены источник поляризующего напряжения, генератор импульсов низкой частоты и конденсатор, причем .выходы источника поляризующего напряжения через конденсатор соединены с выходами генератора импульсов низкой частоты и с электродами интерференционного клиновидного светофильтра, выполненного на основе оптически активных кристаллов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что интерференционный клиновидный светофильтр выполнен на основе кристаллов

ZnS.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. П атент С ША № 4016761, кл. G 01 К 1/12, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 445853. кл. G 01 J 3/00, 1972 (прототип).

957013

Составитель М. Вабищевич

Редактор С. Патрушева Техред A. Бойкас Корректор Н. Король

Заказ 6583/28 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП <<Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4