Способ измерения абсолютной температуры в прозрачных изотропных средах

1 742725 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскмкСоциалистмческикРеспублик(23) Приоритет по делам изобретеиий и открытий(72) Авторы изобретения Н, А, Романюк и А. М. Костецкий Львовский государственный университет им, И. Франко(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АБСОЛЮТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ В ПРОЗРАЧНЫХ ИЗОТРОПНЫХ СРЕДАХ1 о Изобретение относится к технике измерения и задания абсолютной температуры в изотропных прозрачных средах, например в объеме криостатов, автоклавов, кристаллизаторов, в агрессивных средах, в условиях вибрации и при необходимости дистанционных измерений,Известные способы измерения и задания температуры основываются на разнообразных физических законах: излучение черного тела, законы идеального газа, температурные завы. симости объема, цвета и сопротивления материалов, электродвижущей силы термопар, вращение осей оптической индикатрисы 111 - 131 15Однако известные способы требуют тонких измерений длины, сопротивления, тока, утла и т,п. или приращений этих величин и поэтому не обладают достаточной помехоустойчивостью. На измеряемые величины накладываются побочные эффекты, связанные с градиентами температур в подводящих проводниках, с контактной разностью потенциалов, с нестабильностью источников излучения и др. Наиболее близким к предлагаемому потехнической сущности и достигаемому результату при использовании является оптическийспособ измерения температуры, заключающийся в размещении двуосного кристалла в диагональное положение между скрещенныминиколями, освещении и монохроматическимсветом от источника с постоянной длиной волны, измерении величины интенсивности прошед.щего светового потока, зависящего от температуры (41,Недостатком известного способа являетсято, что рн связан с количественными измерениями фототока, с необходимостью стабилизации источника излучения монохроматическогосвета и поэтому не обладает достаточной поме.хоустойчивостью, а также сложны средства, используемые для реализации.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и упрощение аппаратурной реализации способа.Эта цель достигается тем, что кристалл,обладающий свойством перехода из оптическидвуосного в оптически одноосный, освещают742725 41 качественные изменения (уменьшение до минимума) регистрируемой интенсивности прошед.щего светового потока или вида и ориентацииконоскопических фигур, По найденной длиневолны, используя предварительную грйдуировку, определяют измеряемую температуру,В частности, для Л 632,8 нм температураперехода Т -124 С, а для Л " 441,6 нм -т -60 С (фиг. 2), При этом -о дт 64 С,.10дЛ 191,2 нм- , т.е. при точности задания длины вол 3 нмны ЬЛ 0,1 нм, точность определения темпера.туры при данной градуировке составляет -003 С.При работе только в видимой областиспектра (400 - 700 нм) измеряют температурув пределах от +. 40 до - 130 С. Интервал измерения температуры расширяется работой вболее широкой области спектра и применении- ем в качестве термочувствительного элементаЛ, других кристаллов,я Таким образом, предлагаемьй способ неен. связан с количественными измерениями фото 25 тока, не требует стабилизации интенсивностиисточника излучения, Причем средства регистй рации (глаз, фытоэлемент, фотоумножитель)минимума интенсивности светового потокаслабо влияют на точность определения темпеЗо ратуры, поскольку для измерения используетсякачественньй эффект (минимум интенсивности),который позволяет измерять абсолютную .темнературу в отсутствие механического контактас регистрирующими приборами, обладает болеевысокой помехоусточивостью, простотой теха- нического решения, дешевизной техническихсредств осуществления. 3вдоль острой биссектрисы источником светас переменной длиной волны, фиксируют зна.чение длины волны, при котором регистрируют качественные изменения интенсивности прошедшего света или качественные изменениявида наблюдаемой коноскопической фигуры и,используя предварительную градуировку, позафиксированной длине волны определяют измеряемую температуру.На фиг. 1 показано сечение оптическойиндикатрисы отрицательного кристалла(Ъ=сопйт)и соответствующий вид коноскопической фигуры при различных температурах; на фиг, 2приведена температурная зависимость угла между оптическими осями кристаллов натрий-аммо.ний. тартрата-тетрагидрата (аммониевая сегнетова соль)при двух зна 1 ениях длины волны;11= Л 632,8 нм;,2,2 - Л = 441,6 нм,Кристалл устанавливают в диагональное по./ложение между скрещенными николями, осве.шают вдоль острой биссектрисы светом переменой длины волны. Находят длину волны светапри которой наблюдают качественные иэменениинтенсивности прошедшего света, либо качествные изменения вида коноскопических фигур.Для измерения температуры используется соответствие температуры перехода То определеннодлине волны света Л, при которой имеют местописанные выше изменения интенсивности све.та либо вида коноскопической картины. Используя спектральный прибор, набор интерференционных фильтров либо излучение лазеров, можно измерять непрерывные либо дискретные значения температуры в определенном интервале.Интервал и точность измерения температурызависят от типа кристалла, применяемого в кчестве термочувствительного элемента и от характеристик спектрального прибора (дисперсия,диапазон длин волн),При осуществлении данного способа измерения температуры толщина образца, применяемого в качестве термочувствительного элемента, должна удовлетворять условия:п(п 9 - пв) КЛ = 0,25 Л (и - максималь.ная, и - средняя оси индикатрисы кристалла). 45п 1В этом случае Л становится однозначной, апорядки К1 - неактуальными.Пример реализации данного способа в качестве термочувствительного элемента используюткристаллы натрий-аммоний - тзртрйта - тетрагид 5 Ората., Перпендикулярно 1 острой биссектрисыэтого кристалла вырезают образец толщиной05 мм, площадью 2 см и обрабатываютповерхности больших граней, Затем образецустанавливают в диагональное положение между скрещенными николями и помещают в изме.ряемую среду Образец освещают от источникасвета переменной длины волны Л и устанавливают то значение Л, лри котором наблюдают Формула изобретения Способ измерения абсолютной температурыв прозрачных изотропных средах, включающийОсвещение кристалла, помещенного в диагональ.ное положение между скрещенными николями,и регистрацию интенсивности прошедшего све.тового потока, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения помехоустойчивостии упрощения аппаратурной реализации способа,кристалл, обладающий свойством перехода изоптически двуосиого в оптически одноосный,освещают вдоль острой биссектрисы источником света с переменной длиной волны, фик.сируют значение длины волны, при которомрегистрируют качественные изменения прошедшего света или качественные изменения виданаблюдаемой коноскопической фигуры и, ис.пользуя предварительную градуировку, по зафиксированной длине волны Определяют измеряемую температуру,742725 т,Составитель Н. Горшко Техред М.Петко ож тор В, Зарванская Тираж 713 ЦНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и отк 13035, Москва, Ж, Раушскаяз 3602/10 Подписноета СССР б., д,Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Основные понятия и современные методы измерения температуры.-Сборник материалов симпозиума по методам и приборам для температурных измерений, М., "Металлургия", 1967,ЪТС Теа)Фиг. 62. Исследования в области температурных юмерений. Под ред. И, Й. Керенкова. Л "Энергия",1975.3.Орлова М.П, Точные измерения низких темпеь ратур.М., 1972.4. Акцептованная заявка Японии Юф 48-13477 С,Уб - 337,кл.б 01 К 11/ОО,НКИ 1 ПЕВ,опублик,27.04,1973 (прототип).