Термоиндикатор

Сфеэ Сфветскик Сфциалистическия Республик(22) Заявлено 19. 04. 79 (22759264/18-10 6 01 К 11/12 с присоединением заявки Нов Госуяврствсииый иоиитет СССР ао Аелим изобретеиий и открытийДата опубликования описания 28. 02. 81 2) Авторыизобретеии И. М. Чернякова, В. йце и 71) Заявите ТЕРМОИНДИКАТО у 1Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для дистанционного измерения температуры объектов, работающих в труднодоступных условиях.Известны термоинднкаторы при достижении определенной температуры изменяют свой внешний вид, в частности, цвет, прозрачность, Форму Е 13Из известных термоиндикаторов наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является термоиндикатор, содержащий смесь органической жидкости и твердого порошкообраэного ингредиеита оптн ческого стекла, измельченного до Фракции 60-200 мкм, причем твердым ингредиентом является оптическое стекло ЛК 4, а жидким 3 и -ксилол 23.Термоиндикатор, являясь смесью 2 двух разнородных материалов, представляет собой оптически неоднородную систему с присущей ей спектральной избирательностью для прохОдящего сквозь нее белого света.При каждом значении температуры в пределах рабочего температурного диапазона термонндикатор беспрепятственно пропускает свет лишь в узком спектральном интервале, рассеивая ЗО остальные составляка)ие проходжцего светового потока. При изменении температуры соответственно изменяется спектральный состав свободно проходящего света, что проявляется как изменение цвета термоиндикатора,Недостатком термоиидикатора является низкая точность измерения температуры, вызванная низкой спектральной избирательностью термоиндикатора,невозможность измерения температуры в диапазоне 7 - Збос.Цель изобретения - повышение точности измерения в диапазоне температ р 7- 36 ос.Поставленная цель достигается тем, что термоиндикатор содержит твердый ингредиент - оптическое стекло К 2 и жидкий ингредиент - толуол в следующих количествах, вес.ФгОптическое стекло К 2 61-74Толуол 2 б На чертеже представлена теьвературно-спектральная характеристика термонндикатора , определяющая смещение его максимуМа пропускания света с длиной волны А в зависимостиот температуры.Температурно-спектральная харак" тевцстика связывает цвет термоиндика 808878Термоиндикатор позволяет с высокой точностью измерять температуру в диапазоне 7 - ЗбоС. Технология изготовления термоиндикатора проста. Термоиндикатор, содержащий смесь органической жидкости и твердого порошкообраэного ингредиента оптического стекла, измельченного до фракции 60 - 200 мкм, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры в диапазоне 7 - 36 С, он содержит твердый ингредиент - оптическое стектора с температурой и определяется такими параметрами ингредиентов,как иэпоказатель преломления, соответствую"щий длине волны Ап = 589,3 нм,Ьгс - средняя дисперсия и фа.температурный коэффициент показателяпреломления, соответствующий длиневолны Ав, При этом точность измерения температуры тем выше, чем конт-растнее изменение цвета веществатермоиндикатора в соответствии с изменением . температуры.Термоиндикатор является оптическинеоднородной смесью, Ингредиенты сме"си выбраны таким образом, что в рабочем температурном диапазоне ониимеют близкие показатели преломления,но различные средние дисперсии Ьс итемпературные коэффициенты показателей преломления(РЛ-,Ввиду различия Ьсдисперсионныекривые п=Г( А ) ингредиентов имеют 20разную крутизну и ввиду близостипоказателей преломления в интервале ЬТ, графики и = 1( Л )и и= ( Л),соответствующие жидкому и твердомуингредиентам, пересекаются в некоторой точке, для которой п 1( Ло)= п( Ло),т.е. показатели преломления ингредиентов совпадают. Свет с длинойволны Ло беспрепятственно пропуска"ется термоиндикатором. Для всехЗОостальных длин волн ввиду того, чтои(А )4 и ( л.), термоиндикатор ведет себя как оптически неоднороднаярассеивающая система.Термочувствительность термоиндикатора обусловлена различием температурных коэффицентов показателейпреломления ингредиентоВ. По веЛичине - Я" толуола более чем на два порядка превышает -фд стекла, и температурным изменением и твердого ин,гредиеита можно пренебречь по сравнению с жидким, У толуола п существенво изменяется с температурой.При повышении температуры дисперсионная кривая п = ( А ) "опускается" , 45а при понижении - "поднимается". Врезультате этого при изменении температуры изменяется длина волны Ае,которая соответствует точке пересечениядисперсионных кРивых п ( А) и и(А ) 50ингредиентов смеси, и соответственноизменяется цвет вещества,Рабочий температурный диапазонЬ Т термоиндикатора охватывает температурный интервал, в пределах которого Ло смещается в пределах видимойобласти спектра, и соответственноцвет вещества меняется от красногодо фиолетового. Насыщенность и контрастность цвета термоиндикатора определяется его рассеивающей способ-., еОностью как оптически неоднороднойсмеси и характеризуется полосой пропускания П, измеренной на уровне 0,5его контура пропускания. Чем большетолщина слоя вещества 2, чем больше . 65 частиц твердого ингредиента встречается на пути луча и чем больше различие показателей преломления в окрестности длины волны Лп(чем больше отличаются Ьс ингредиентов), тем уже полоса пропускания, выше спектральная избирательность и тем соответственно кцтрастен цвет термоиндикатора. При уменьшении размера частиц Ь твердого ингредиента П увеличивается.Прн измерении температуры термоиндикатором, он наносится на поверхность исследуемого объекта с толщиной слоя не более 1 мм, чтобы не происходило существенного искажения температурного поля объекта и резкого понижения точности измерения. При 2 1 мм размер частиц твердого ингредиента следует ограничить интервалом Ь= 60 - 200 мкм, в этом случае на своем пути луч света встречает не менее 5 частиц, и смесь является многократно Рассеивающей системой.Оптимальная спектральная избирательность соответствует случаю плотной упаковки частиц твердого ингредиента в термоиндикаторе, когда жидкий ингредиент заполняет поры между частицами. Это соответствует оптимальному объемному соотношению О ингредиентов(6 - отношение суммарного объема твердого ингредиента к объему смеси).При Ь = 60 мкм оптимальная спектральная избирательность термоиндикатора наблюдается при весовом соотношении стекла К 2, равном 61, толуола соответственно - 39, при Ь200 мкм К 2 - 74, толуола - 26. Изменение Ь и о не сказывается на.температурно-спектральной характеристике термоиндикатора с = 1 ( Ао), аотражается только на насыщенности егоцвета, т.е. на ширине полосы пропус"кания. При Е = 1 мм, Ло= 0,5 мкмтермоиндикатор при Ь =, 60 мкм имеетП = 0,0324 мкм, При Ь = 200 мкм,Е = 1 мм, 10=0,5 мкм термоиндикаторимеет П = 0,0177 мкм,Формула изобретения808878 1 г 20 И БОО О 58 О ИО ОИ ЧОО ,нл СоставитеЛЬ В. ГолубевРедактор П. Макаревич Техред М. Голинка Корректор Н. ГригоРук Заказ 399/44 Тираж 918 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 ло К 2 н жидкий ингредиент - толуолв следующих количествах, вес.Ъ:Оптическое стекло К 2 61-74Толуол 26-39.Источникиинформации,принятые во внимание при экспертизе 1. Абрамович Б. Г. Термоиндикаторы и их применение. М.; "Энергияф,1972, с. 9-14.2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2749725, кл. 6 01 К 11/12, 150279 (прототип).