Устройство для измерения температуры

(19) (11) С 01 К 11/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и ОЧНРытиямПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ( СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Одесский технологический инстут холодильной промышленности(56) Авторское свидетельство СССРУ.991192, кл. С 01 К 11/12, 1981,Авторское свидетельство СССРВ 402763, кл. С 01 К 11/12, 1971. В ние от й терм рабочи ойства ния. Ус(54) УСТРОЙС РАТУРЪ (57) Изобрет кой контактн ет расширить диапазон уст ность измере ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕ- осится к оптичес метрии и позволя температурный и повысить точройстно для измерения температуры содержит источник, обеспечивающий Формированиепараллельного пучка белого света,поляризатор и термочувствительныйэлемент 1, выполненный в виде оптическии неоднородной двухкомпонентнойструктуры на основе системы кристаллических пластин, вырезанных перпендикулярно оптическои оси из одноосного двулучепреломляющего кристалла, равномерно и регулярно распределенных н полимерном материале. При этом поляризатор,обеспечинающий поляризацию света в главной плоскости пластин, расположен между термочувствительным элементом и источником све".а с возможностью фиксированного углоного плавного поворота относительно оптической оси пластин1 ил,Изобретение относится к термометрии, а именно к изооптическим термодатчикам.Цель и эобр ет ения - расширениерабочего температурного диапазонаустройства и повышение точности измерения температуры.Иа чертеже изображено предлагаемое устройство.Устройство содержит термочувствительный элемент 1, источник параллельного пучка белого света, включающий в себя лампу 2 накаливания иконденсорную линзу 3, поляризатор 4,установленный между источником светаи термочувствительным элементом 1и размещенный вместе с источникомсвета в тубусе 5, установленном своэможностью плавного перемещениявдоль направляющей 6, изогнутой подуге, и который может быть зафиксирован в любом угловом положении,Термочувствительный элемент 1представляет собой оптически неодно 1родную структуру, состоящую из кристаллов (компонента) 7, вырезанныхиз одного двулучепреломпяющего одноосного кристалла перпендикулярно егооптической оси и распределенных равномерно и регулярно (оптические осикристаллов параллельны) во второмкомпоненте 8 структуры, например,в полимере,Устройство работает следующим образом. 3510 Поляризатор 4 обеспечивает поляризащю параллельного пучка света в главной плоскости кристаллов 7Поэтому сквозь кристаллы 7 распро страняется только необыкновенный луч, а обыкновенный луч, поляризованный в ортогональной плоскости по отношению к необыкновенному лучу, отсутствует. Показатель преломления для 4- необыкновенного луча зависит от угла ОС между направлением распространения и оптической осью кристаллов 7, причем эта зависимость наблюдается для всех длин волн в пределах оптического (видимого) диапазона, Так, например, для кристаллов кальцита показатель преломления необьпсновенного луча с длиной волны 589,3 нм при изменении угла О,от О до 90 град изменяется от 1,658 до 1,486, т,е. в достаточно широких пределах.При определенном значении измеряемой температуры и Фиксированном угловом положении источника света показатели преломления необыкновенноголуча обоих компонентов 7 и 8 термочувствительного элемента совпадутдля определенной длины волны света,Свет такой длины волны проходит через термочувствительный элемент безрассеяния, сохраняя параллельностьсветового пучка. В результате термочувствительный элемент 1 визуальнокажется окрашенным в цвет, соответствующий этой длине волны света. Длясвета иных длин волн вследствиеразличия дисперсионной зависимостипоказателей преломления компонентовтермочувствительного элемента ихпоказатели преломления отличаютсямежду собой, Поэтому для такогосвета термочувствительный элементявляется оптически неоднородной рассеивающей структурой. Свет, рассеянный термочувствительным элементом,выйдя из последнего, распространяется в пределах широкого телесного угла с значительным ослаблением его интенсивности в первоначальном направлении,При изменении температуры изменяется показатель преломления полимерного компонента 8 термочувствительного элемента (у кристаллов 7 температурная зависимость показателя преломления пренебрежимо мала), Поэтому показатели преломления компонентов 7 и 8 совпадут для света иной длины волны и, соответственно, изменится цвет термочувствительного элемента 1, В пределах рабочего температурного диапазона цвет термочувствительного элемента 1 будет изменяться в пределах всего видимого спектра, т.е. от красного до Фиолетового.ФПри пер емещении тубуса 5 по направляющей 6 изменяется в пределах от 0 до 90 град уголмежду направлением поляризованного пучка света и т ермочувст вительным элементом 1. Соответственно изменяются угол сС между направлением распространения пучкасвета и оптической осью кристаллов 7 и показатель преломления последних. Это приводит к смещению рабочего температурного диапазона устройства, в пределах которого изменяется цвет термочувствительного эл емента.16103 Составитель В.ГолубевТехред И.Дидык Корректор Л. Бескид Редактор А.Ревин Заказ 3731 Тираж 496 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб.д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 Таким образом, угловой поворот источника света позволяет целенаправлено смещать по температурной шкале в широких пределах рабочий диапазон устройства. Кроме того, путем углово 5 го поворота источника света можно перевести измеряемую температуру в область максимальной чувствительности устройства и тем самым обеспечить повышение точности измерения. Например, для термочувствительного элемента на основе калицита и кремнийорганического каучука с показателем преломления 1,595 и типичным для полимерных материалов температурным коэффициентом показателя преломления "0,0004 Кпри изменении угла наклона источника света по отношению к оптической оси кристаллов от 46 2 О до 89 град рабочий температурный диапазон устройства, равный40 С, смещается в пределах температурной области от -50 С до +80 С.о о 11 бформула и зобр ет енияУстройство для измерения температуры, содержащее источник белого света, йоляриэатор и термочувствительный элемент, выполненный в виде оптически неоднородной двухкомпонентной структуры, о т л и ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью расширения рабочего температурного диапазона и повышения точности измерения, один из компонентов термочувствительного элемента выполнен в виде системы кристаллических пластин, вырезанных иэ одноосного двулучепреломпяющегокристалла перпендикулярно его оптической оси, равномерно и регулярно распределенных во втором компоненте, а поляризатор, ось которого совмещена с главной плоскостью всех кристаллических пластин, установлен между термочувствительным элементом и источником света, расположенным с воэможностью фиксированного углового плавного поворота относительно оптической оси кристаллических пластин.