Способ дистанционного измерения температуры жидкостей и веществ, находящихся в расплавленном состоянии

)5 О РЕТЕНИЯ На фиг, 1 изобр лизации способа, уемое веществ жена установка для рее 1 - лазер, 2 - иссле - телес,коп, 4 -ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) СПОСОБРЕНИЯ ТЕМПВЕЩЕСТВ, НАЛЕННОМ СОС юл. %12оптики атмосферы СО А и Ю,Д.КопытинЮ Гоголинская Т.А., ФадеевАН СССР, 1983, т.271 М 4,свидетельство СССР01 К 11/28, 1976,ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕЕРАТУРЫ ЖИДКОСТЕЙ ИХОДЯЩИХСЯ В РАСПЛАВТОЯНИИ Изобретение относится к области измерений и может быть использовано в случае, когда требуется дистанционное измерение температуры жидкостей или веществ, находящихся в расплавленном состоянии.Цель изобретения - повышение точности и быстродействие измерений.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе дистанционного измерения температуры жидкости, включающем посылку лазерного излучения и регистрацию обратного комбинационно-рассеянного излучения, преобразование его в электрический сигнал, по которому судят об искомом параметре, в соответствии с изобретением, прием излучения ведут на частоте комбинационного рассеяния растворенного в исследуемом веществе газа,(57) Способ используется в термометрии для дистанционного определения температуры расплавов веществ, в частности жидкостей. Может использоваться в металлургии, метео- и гидрологии, Сущность изобретения заключается в регистрации температуры расплава по величине концентрации растворенного в нем контрольного вещества, В качестве такого вещества используют один из растворенных газов, Концентрацию газа определяют по величине рассеянного на нем излучения в полосе одной из комбинационных частот. 2 ил. селектирующее устройство, 5 - ФЭУ, 6 - АЦП, 7 - ЗВМ.Предлагаемый способ дистанционного измерения температуры реализуется следу- ъ ющим образом. Импульсное или непрерыв- ф ное излучение, генерируемое лазером 1, Снаправляется в исследуемую среду 2, обра- у зующееся при этом комбинационно-рассеяное излучение собирается с помощью телескопа 3 и направляется на селектирую- С щее устройство 4 (фильтр, монохроматор и Ь др), обеспечивающее подавление фонового излучения и выделение линии комбинационного рассеяния выбранного газа, раство- д ренн ого в исследуемом веществе, Выделенное излучение регистрируется фотоприемником 5, преобразующим оптический сигнал в электрический, величина которого зависит от величины потока комбинационно-рассеянного излучения и, следовательно определяет концентрацию растворенного газа. Полученный электрический сигнал оцифровывается АЦП 6 и далее в цифровом виде поступает в ЭВМ 7, где из него по следующему алгоритму получают информацию о температуре исследуемого вещества,Согласно уравнению лазерной локации, принимаемый сигнал обратного комбинационного рассеяния можно записать в виде уравнения; Япр)( г г 2) = 2 спользуя полученное значение концентраии растворенного в жидкости 1-го газа, аакже уравнение Клапейрона-Клаузиуса,олучим; Топ Т 0) (3Топ - Т 0 Й 10%оп где Т 0 - температура иссле сти, Топ - опорное значени исследуемой жидкости, К 0 концентрация 1-го газа, ра жидкости при температуре Т значение концентрации раст при температуре жидкости теплота испарения газа и жи кости,дуемои жидкое температуры- измеренная створенного в 0, %оп-ОПОРНОЕворенного газа Т,п, - , 4 = )/(Т) з исследуемой дНа уровне (3) можно выразить температуру исследуемого вещества в зависимости от измеряемой концентрации растворенного в нем газа: где Р(г) - мощность принимаемого с рассто 15 яния г сигнала комбинационного рассеяния, т опт - пропускание приемной оптики, Ьр - площадь приемной оптики, у(г) - геометрический фактор, О/о - энергия зондирующего импульса, с 4 р - сечение обратного комбинационного рассеяния на молекулах -го газа; Тд, Тд - коэффициенты пропускания для зондирующего излучения с длиной волны 4 и излучения, соответст вующего комбинационному рассеянию на длине волны А. Из уравнения (1) определяется концентрация растворенного 1-го газа(4) пй й Топ+акоп В конкретной реализации встает вопрос о выборе растворенного газа, функциональной зависимости теплоты испарения выбранного газа от температуры и опорных значениях температуры и соответствующей ей концентрации газа в растворителе, С целью обеспечения наибольшей точности измерений, необходимо принимать сигнал комбинационного рассеяния газа, содержание которого в исследуемом растворе максимально, При этом надо учитывать как физические условия эксперимента, т.е, содержание выбранного газа в газовой среде над исследуемом веществом (для атмосферы газом наибольшей концентрации является азот - 78), так и свойства самого газа, т,е, его растворимость в данном растворителе (в воде максимальной из атмосферных газов растворимостью обладает СО 0), а также сечение обратного комбинационного рассеяния для атмосферных газов, максимальное у кислорода 00. После выбора газа по имеющимся табличным значениям строится график зависимости концентрации растворенного газа от температуры,На фиг, 2 представлен график функциональной зависимости растворимости атмосферного азота в воде от.температуры раствора. Опорное значение температуры и соответствующее ей значение концентрации растворенного газа также берутся из имеющихся табличных данных. Используя указанные значения растворимости, с помощью уравнения Клапейрона-Клаузиуса решается обратная задача - находится функциональная зависимость теплоты испарения=)(Т) выбранногогазаоттемпературы раствора, Формула изобретения Способ дистанционного измерения температуры жидкостей и веществ, находящихся в расплавленном состоянии, по величине концентрации контрольного вещества, растворенного в расплаве, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия измерений, в качестве контрольного вещества используют один из растворенных в расплаве газов, а его концентрацию определяют по величине рассеянного на нем излучения в полосе одной из комбинационных частот.1805304 и г ИГ,Составитель И.ЗинкинТехред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец актор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,каз 935 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5