402762

76 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Соез СветскихСоциалистическихРеспублик ВИДЕТЕЛЬС АВТОРСКОМ ависимое от авт, свидетельствааявлено 12.Ч 1.1971 ( 1680007/18-10) б 011 11/12 рисоединением заявкиГосударственный комитет Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий(088.8) летень Ь а опубликования описания 7.111.197 Авторызобретения М. Чернякова, В. А, Стыблик и Ю. Р. Войце явитель ТРОЙСТВО ДЛ 1Изобретение относится к области термометрии, Оно может быть применено во всех случаях, когда необходимо непрерывное измерение температуры, например, в газовых и жидкостных средах, в узлах и устройствах РЭА, для измерения температуры деталей в полях СВЧ или деталей, находящихся под высоким напряжением и т. д.Известно устройство для измерения температуры, содержащее термочувствительный элемент, выполненный в виде двухкомпонентной оптически неоднородной системы, показатели преломления компонент которой зависят от длины волны, а температурные коэффициенты показателей преломления отличаются знаком или величиной, и источник белого света.Принцип действия известного устройства основан на рассеивающем свойстве оптически неоднородной системы для спектрального диапазона, в котором показатели преломления компонент смеси отличаются между собой, и беспрепятственном пропускании света с длиной волны, для которой показатели преломления компонент смеси совпадают при данной температуре. В результате этого усгройство кажется окрашенным в соответствующий цвет. При изменении температуры изменяется цвет измерительного устройства.Недостатком известного устройства являетЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ся низкая точность измерения температурыиз-за большой ширины пропускания термодатчика при данной температуре,Большая ширина пропускания объясняется5 малым поглощением оптически неоднороднойсмеси в видимой спектральной области: послемногократных переотражений рассеиваемыйсвет все же частично просачивается в направлении падения основного цветного луча,О определяющего температуру,Этому способствуют также дифракционныеявления, имеющие место при огибании светом препятствий, соизмеримых с длиной волны. Ими являются частицы стеклянного иликристаллического порошка, например, в случае оптически неоднородной смеси жидкостии стеклянного порошка.Сужение полосы пропускания и соответствующее повышение точности измерения темО пературы при помощи известного устройстваможет быть достигнуто при увеличении размеров частиц порошка (что приводит куменьшению дифракционных явлений) и общем увеличении толщины светорассеивающе 5 го слоя. Но это ведет к увеличению габаритови тепловой инерции термочувствительногоустройства.Цель изобретения - повышение точностиизмерения температуры и уменьшение габариО тов термочувствительного элемента,40 45 50 55 Это достигается тем, что термочувствительный элемент предлагаемого устройства вы.полнен на основе одного или несколькихслоев регулярно уложенного стекловолокна,залитых соответствующей жидкостью либополимером, а боковые грани термочувствительного элемента, к которым подходят торцы стеклонитей, покрыты светопоглощающимматериалом, например, зачернены с наружной стороны,На чертеже схематически показано описываемое устройство, включаюшсе прозрачнуюкювету 1, жидкость (полимер) 2, стеклонити3 зачерненную боковую грань (светопоглощающее покрытие) 4 термочувствительногоэлемента, источник 5 белого света.На чертеже также показан ход световыхлучей в кювете. Луч 6 беспрепятственно проходит сквозь кювету, луч 7 испытывает полное внутреннее отражение внутри стеклонити, луч 8 испытывает полное внутреннее отражение в слое жидкости, заключенном между двумя слоями стеклонитей.Стеклонити 3 и жидкость (полимер) 2 выбирают с близкими показателями преломления в диапазоне измеряемых температур.Устройство работает следующим образом.,При освещении кювегы 1 белым светом огисточника 6 света свет, для длины волны которого показатели преломления стеклонитей3 и жидкости 2 совпадают (кривые дисперсиистекла и жидкости пересекаются в точке, соответствующей этой длине волны Хо при данной температуре), проходит сквозь кювету(луч 6), так как заполняющая кювету средаявляется для него оптически прозрачной.Свет всей остальной части спектра, длякоторой показатели преломления стеклоткании жидкости различны между собой, рассеивается внутри кюветы.При этом рассеяние коротковолновой идлинноволновой относительно длины волныХо, при которой показатели преломления обоих компонентов совпадают, частей спектрабелого света происходит по-разному. Световой луч, падающий из жидкости на стеклонити, частично отражается обратно в жидкость,а частично (преломляясь) входит в стеклонити, внутри которых многократно переотражаясь, частично выходит из них в жидкость,а частично распространяется внутри нитей.Для этой части спектра, где показательпреломления жидкости больше показателяпреломления стеклонити, предположим, чтокоротковолновая часть спектра Х(ХО, раноили поздно (при многократном переотражении света в кювете) световой луч в стекло 5 10 15 20 25 30 35 нити испытывает явление полного внутреннего отражения на границе стеклонити - жидкость.В дальнейшем этот луч уже не выходит из стеклонити в жидкость и по стеклонити выводится к боковой грани термодатчика, где поглощается светопоглощающим покрытием 4 (луч 7),Для второй части спектра, где показатель преломлсния стеклонити больше показателя преломления жидкости, предположим, что длинноволновая часть спектра л)л рано или поздно наступает явление полного внутреннего отражения на границе жидкость - стеклонити, после чего свет уже не проникает из жидкости в стеклонити и распространяет. ся, многократно переотражаясь между двумя слоями стеклонитей, к боковой грани термодатчика, где также поглогцается светопоглощающим покрытием 4 (луч 8).Таким образом, в предложенном устройстве термочувствительный элемент позволяет вывести из кюветы весь свет за исключением основного, проходящего сквозь кювету луча 6, определяющего цвет термочувствительного элемента.При этом при изменении температуры изменяется длина волны л а, следовательно, и цвет термодатчика. Измерение температуры может быть произведено визуально либо с помощью любого спсктроразлагающего прибора.Такое сужение полосы пропускания термодатчика позволяет повысить точность измерения температуры, а также уменьшить его габариты и соответственно тепловую инерционность. Предмет изобретения Устройство для измерения температуры, содержащее термочувствитсльный элемент, выполненный в виде двухкомпонентной оптически неоднородной системы, показатели преломления компонент которой зависят от длины волны, а температурные коэффициенты показателей преломления различны по знаку или величине, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры и уменьшения габаритов термочувствительного элемента, последний выполнен на основе слоев регулярно уложенного стекловолокна. залитых соответствующей жидкостью, а боковые грани термочувствительного элемента, к которым подходят торцы стеклонитей, покрыты светопоглощающим материалом, например зачернены с наружной стороны,402762 Редактор И. Шубина Заказ 456/14 Изд.2054 Тираж 755 Пэдпцснос ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5