Устройство для измерения температуры

(22) Заявлено 12,10,77 (21) 2534236/18.10 с присоединением заявки.% -О 01 К 11/1211 таудерстееиимй комитет СССР до делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Изобретение касается термометрин и может 1быть использовано для непрерывного исследо. вания температурных полей, например, газовых и жидкостных потоков.Известны устройства для измерения темпе. ратуры, основанные на изменении спектрально 5 го состава отраженного или проходящего через чувствительный элемент света 11,Недостаточная точность этих устройств обусловлена системой регистрации изменения цвета.6 Известно также устройство для измерения температуры, содержащее источник белого света, чувствительный элемент, выполненный в ви. де кюветы с оптически неоднородной смесью компонентов с близкими показателями преломления и различными температурными коэффи циентами показателей преломленияи экран 12).К недостаткам этого устройства следует отнести низкую точность измерения, например, температурного поля, обусловленную частичным26 перекрытием световых пучков разного спект. рального состава, проходящих сквозь различные участки измерительного элемента. 2Цель изобретения - повышение точности измерений.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения темнературы,содер. жащее источник белого света, чувствительный элемент, выполненный в виде кюветы с оптически неощюродной смесью компонентов с близ. кими показателямн преломления и различными теьптературными коэффициентами показателей преломления, и экран, дополнительно введены перфорированный экран, соединенный с вибратором, линза и диафрагма, размещенные меж. ду чувствительным элементом и экраном,На фиг. 1 изображено предложенное устрой. ство; на фиг, 2 - перфорированный экран;на фиг, 3 - диаграмма температурного поля, Устройство включает в себя источник 1 белого света, конденсорную линзу 2, обеспечивающую параллельный пучок 3 белого света, направленный на чувствительный элемент, установленный в среде, температурное поле которой подлежит исследованию. Чувствительный элемент выполнен в виде плоскопараллельной кюветы 4 с прозпачвыми стенками. Кювета 4 заполненаФормула изобретения Устройство для измерения температуры, содержащее источник белого света, чувствитель. ный элемент, выполненный в виде кюветы 7141773смесью жидкого 5 и твердого 6 компонентов,например органической жидкостью и порошкомоптического стекла (вместо органической жидкости могут быть использованы полимеры),За чувствительным элементом расположен перфорированный экран 7. Экран с отверстиямизакреплен на вибраторе 8 и колеблется перпендикулярно оптической оси устройства с частотой более 25 Гц, Экран 7 имеет достаточноболыную толщину, на него нанесен светопогло. 10щающий состав. При достаточной толщине экю А" ран задерживает лучи 9, отклойившиеся от основного направления (оси устройства), Таккак отверстия 10 в экране расположены относительно далеко друг от друга исключено вза. 15имное искажение цветовой картийы смежныхучастков, влияние которых наиболее ощутимо,Вйбратор 8 работает так, что перфорированныйэкран 7 смещается то вверх, то вниз на отре.зок, равный половине проекции на вертикаль 20расстоятния между центрами смежных отверстий. Крайние его псолсожейия отмечены точками х, и х,. При этом время т затрачива." -емче"на перемещение из одного краййего по ложения экрана 7 (х,)в другое (х,) намного меньше длительностей г, и т в течениекоторых экран 7 находится на обоих крайнихрабочих положениях. Благодаря колебаниямиэкран 7 позволяет последовательно рассмотретьвсе томки температурйогоп ноля чувствительно. З 0го элемейта, повторяющего температурное по.ле среды, где он установлен. При частоте колебаний более 25 Гц, благодаря инерционнос-ти глаза прерывность цветовой картины глазомне обнаруживается, За экраном 7 установленалинза 11, собирающая свет, прошедший сквозьчувствительный элемент. Световой пучок 3,беспрепятственно прошедший сквозь чувстви.тельный элемент, трансформируется в пучок 12.Этот световои пучок направлен вдоль оптичес. 40кой оси устройства и линза 11 фокусируетего в точке А, Лучи 13, отклонившиеся отосновного направления в результате, рассеянияна оптических неоднородностях чувствительно 4 :- го элемента, фокусируются в иных точках В, 45С и т.д, фокальной плоскости линзы 11 гдеустановлена диафрагма 14 так, что она пропус.кает на экран 15 лишьтплучи, прошедшие сквозьчувствительный элемент без рассеяния и определяющие его цветовую картину в- еоодтветствии Юс температурюям полем среды, где он установлен, Зрачок диафрагмы по форме и размерамсовпадает с изображением тела иакзливанин ис.точника белого света,Устройство работает следующим обраюм; 55В среде, температурное поле которой подв левйтт исНедовмтйм; усткаййливаетев чрвстаительный элемент, выполненный на основе оп.тически неоднородной смеси. После установле ния между ними теплового равновесия на чувствительный элемент направляют параллельный лучок света 3, Через каждый участок чувствительного элемента, не отклоняясь от основного направления, проходит свет различного слект.рального состава в зависимости от распределения температур в среде, Остальные спектральные составляющие белого цвета в результатерассеяния. на оптических неоднородностях снстемы выходят из чувствительного элемента под различными углами. Этот рассеянный свет частично поглощается перфорированным экраном 7, свободно пропускающим лишь световые лучи. 12, распространяющиеся вдоль оптической оси устройства; Расходящиеся лучи 13 поглощаются светопоглащающим покрытиемна экране 7, Аналогичную функцию выполняеттакже диафрагма 14, установленная за линзой11, которая пропускает лучи, прошедшие сквозь чувствительный элемент без отклонения и распространяющиеся вдоль оптической оси устройства, но задерживает рассеянный свет, Пройдя сквозь диафрагму 4, эти лучи дают на экране 15 цветовое, изображение температурного поля объекта, Устанавливая на пути па. дающего светового лучка 3, например междуисточником 1 белого света и конденсорнойлинзой 2, различные усконолосные фильтры,наблюдают на экране изотермы температурного поля объекта. При этом каждой температуре соответствуют линии разного цвета.Исследованйе макета предложенного термочувствительного устройства сравнительнос макетом прототипа показаличто если минималь. ный температурный перепад, уверенно обнаруживаемый с помощью прототипа, составляет ь2 С, то предложенное устройство позволяет обнаружить температурный перепад порядка 0,3 С.,с оптически неоднородной смесью компонентов с близкими показателями преломления и раз.личными температурными коэффициентами по. казателей преломления, и экран, о т л и ч аю щ е е с ятем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены перфориро.ванный экран, соединенный с вибратором, лин.за и диафрагма, размещенные между чувствительным элементом и экраном,Истодцвки информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Н 278166,кл, О 01 К 11/12 т 1969,2, Авторское свидетельство СССР У 253408,кл, О 01 К 1 И 2 1968 (прототип).714177 7 едактор А. Шмелькин Составитель Ю. Андриян Техред М.Петко Заказ 92 б 9/3 аж 713ого комитета Си открьпийРаушская наб д Ти ЦНИИПИ Государствени по делам изобретени 113035; Москва, Ж, Филиал ППП "Патейт", г, Ужгород, ул. Проектна Корректор НПодписное