Устройство для измерения температуры

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советския Социалнстическия Республик(22) Заявлено 04.04,75 (21) 2122355/10с присоединением заявим гто -(51)М, Кл,з 6 01 К 11/12 Государственный комитет СССР по пелам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЛ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРДТУР Для расширения диапазона измерений с и повышения точности согласно изобре- н тению кювета разделена на две герме с тичные камеры, расположенные концен- с трично и сообщающиеся через отвер- р стие, диаметр которого меньше раэме- н ра частиц твердого компонента, при- ны чем во внутренней камере находится 25 к смесь, а во внешней, имекщей перемыч- к ку рядом с отверстием, воздушное про- к странство, изолированное от внутрен- н ней камеры столбом жидкого компонен- р та, 30 ф бретение относится к термомет рии,Известны устройства, содержащиеисточник белого света, термодатчик,выполненный на основе оптически неоднородной смеси, помещенной в кювету, и регистратор (1,Недостатком этих устройств является то, что диапазон измерения ограничен, так как при измерении высокихтемператур (более 100 С) понижаются0надежность устройств и точность измерения иэ-за возникновения больших напряжений при расширении жидкого компонента в кювете,На фиг. 1, 2 и 3 схематично изображено предлагаемое устройство.На чертежах приняты следующие обо" значения: 1 - источник белого света, 2 - термодатчик, 3 - регистрирующее устройство, 4 - стенка, 5 - внутренняя камера, б и 7-оптически неоднородная смесь жидкого и твердого компонентов, 8 - наружная камера (капиллярный канал), 9 - отверстие, 10 - перемычки, 11 - ввод, 12 - жидкостный затвор, 13 - пробка, 14 и 15-лучи.Термодатчик 2 представляет собой кювету, разделенную стенкой 4 на две герметичные камеры. Внутренняя камера 5 заполнена оптически неоднородной месью жидкого б и твердого 7 компоентов, изменяющей спектральный сотав проходящего сквозь нее света в оответствии с изменением температуы. В качестве компонентов оптически еоднородной смеси используют различе органические жидкости и оптичесие стекла различных марок. Наружная амера 8 представляет собой кольцевой апиллярный канал, охватывающий по аружной поверхности внутреннюю камеу 5, и содержит воздух, выполняющий ункции локализованного возпушногт765673 Формула изобретения пузыря. Капиллярный канал 8 соединяется с камерой 5 через отверстие 9,Диаметр отверстия выбирают меньше размера частиц твердого компонента смеси, что исключает засорение капиллярного канала. Отверстие 9 расположенорядом с перемычкой 10, полностью перекрывающей сечение канала 8, Перемычка 10 установлена с диаметральнопротивоположной стороны ввода 11,предназначенного для заполнения камеры 5 оптически неоднородной смесью.Ввод 11 не перекрывает полностью канала 8.Для исключения проникновения воздуха из канала 8 в камеру 5, напримерпри охлаждении термодатчика до температуры ниже комнатной, в канале 8имеется жидкостный затвор 12, ролькоторого выполняет небольшое количество жидкого компонента, специально введенного в канал 8, причем высота столба жидкости в канале выбрана из условия исключения проникновения воздухав камеру 5 во всем рабочем диапазонетермодатчика с учетом условий хранения. 25Введение столба жидкости в канал8 производится при заполнении камеры5 оптически неоднородной смесью. Дляэтого термодатчик 2 устанавливают вер -тикально так, что ввод 11 расположенсверху. При введении в камеру 5 жидкого компонента вследствие того, чтоотверстие 9, через которое сообщаютсякамеры 5 и 8, расположено диаметрально противоположно вводу 11, в канал8 поступает некоторое количество жидкости вследствие того, что иэооптическая смесь в камере 5 своим весомнесколько сжимает воздух в канале 8.Регулировка высоты жидкостного затвора может производиться путем изменения величины избыточного давленияпри заполнении камеры 5 изооптическойсмесью,С помощью пробки 13 термодатчикгерметизируется после его заполнения,При изменении температуры термодатчик устанавливается в среде, температура которой должна быть измерена,либо на исследуемом объекте. На негонаправляется луч 14 белого света отисточника 1. Устройство работает следующим образом.При прохождении луча 14 сквозь55 оптически неоднородную смесь б и 7 от света отфильтровываются спектральные составляющие, для которых смесь представляет собой оптически неоднородную систему, Беспрепятственно сквозь термодатчик проходит лишь свет с длиной еО волны, для которой показатель преломления компонентов б и 7 совпадает при данной температуре, и для которого смесь является оптически однородной системой. В этом смысле термодат чик выполняет функции узкополосногосветофильтра.Вследствие различия температурныхкоэффициентов показателей преломлениякомпонентов б и 7 при изменении температуры изменяется длина волны, длякоторой термодатчик прозрачен, и соответственно изменяется спектральныйсостав беспрепятственно проходящегосквозь термодатчик света, что проявляется как изменение цвета термодатчика в соответствии с изменением температуры.Луч 15, выходящий из термодатчика,несет информацию о температуре исследуемой среды.Регистрирующее устройство 3 позволяет установить спектральный составсвета (луч 15) и по нему определитьс помощью градуировочной характеристики термодатчика, связывающей температуру с длиной волны беспрепятственно проходящего сквозь него света, температуру среды, в которую помещен термодатчик.При понижении температуры жидкийкомпонент б вследствие высокого температурного коэффициента расширенияжидкости создает внутри термодатчикаповышенное давление, которое вытесняет часть жидкого компонента из камеры 5 в камеру 8 через отверстие 9.Воздух в камере 8 при этом сжимается(см. фиг. 3),При последующем понижении температуры до первоначальной жидкость сжимается, и сжатый воздух вытесняет еев камеру 5 (см. фиг. 2). Наличие двух камер в предложенном устройстве позволяет локализировать воздушный пузырь вне рабочего объема термодатчика, что исключает воэможность искажения оптических характеристик устройства и обеспечивает повышение точности измерения. Конструкция кюветы позволяет повысить механическую прочность термодатчика за счет демпфирующих свойств воздушного пузыря, заключенного в пространстве камеры 8, и расширить диапазон измерения температур. Устройство для измерения температуры, содержащее источник белого света, термодатчик, выполненный на основе помещенной в кювету оптически неоднородной смеси из жидкого и твердого компонентов, и регистратор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения и повышения точности, кювета разделена на две герметичные камеры, расположенные концентрично, и сообщающиеся через отверстие, диаметр которого меньше размера частиц твердого компонента, причем во внутренней камере765673 Составитель А. АстаховРедактор Т. Иванова Техред Н, Граб Корректор М. Демчи Подпис Тираж 713 аказ 6494/ ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Мбсква, Ж - 35, Раушская наб., д, 4/Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 находится смесь, а во внешней, имеющей перемычку рядом с отверстием,воздушное пространство, изолированноеот внутренней камеры столбом жидкогокомпонента. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 253408кл, О 01 К 11/12,11.12,67.