Устройство для измерения температуры вращающегося объекта

Союз СоаетскнхСоцналнстнческнаРеслублнк ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22 Заявлено 180780 (21) 2960987/18-10 1) М. КЛ.з с присоединением заявки Йо(23) Приоритет 6 01 К 13/08 Государственный комитет ССС Р по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Н.А.Романюк, А.М.Костецкий и Н.Н,Романюк; Львовский ордена Ленина государственный;университет .им. И.франко и Львовский ордена Ленина пблитехнидесцйинститут им. Ленинского комсомола(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА1 Изобретение относится к измерению температуры вращающихся объектов и может быть использовано при необходимости беспроводной дистанционной передачи сигнала с объекта на измерительное устройство.Известны устройства для измерения температуры вращающихся объектов, которые состоят из резонатора, закрепленного на вращающемся валу, и неподвижного измерительного устройства, между которыми используется индукционная связь 11.Принцип действия известных устройств состоит в том, что при изменении температуры вращающегося объекта вследствие линейного расширения материала резонатора происходит изменение его частотных параметров, что регистрируется измерительным устройством.Недостатком известного устройства с электроиндукционной связью является низкая помехоустойчивость, что в свою очередь приводит к низкой чувствительности устройства.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения температуры вращающегося объекта, содержащее датчик температуры, установленный на вращающемся объекте и оптически связанныйс неподвижным приемником излучения 2.Недостатки известного устройства - низкая точность измерения и ограниченный диапазон измерений, обусловленные применением в качестведатчика температуры светодиода,Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений температуры вращающегося объекта.Укаэанная цель достигается тем,что в устройство введены неподвижныйисточник монохроматического света,полупрозрачное зеркало, оптическийсвязанный датчик температуры, выполненный в виде двух оптически прозрачных пластинок и металлической прокладки, размещенных в оправе и укрепленных соосно с валом вращающегося объекта, причем длина оправы Е. ипрокладки Е вдоль оптической 25 коэФфициенты их линейного расв 1 ирения а,1 и 64 связаны соотношениемЕа-Е,4,1 М 0.На Фиг.1 показана схема устройгтва; на Фиг.2 - интерференииснные 30 кольца датчика температурн.Устройство включает в себя вращающийся нал 1, оправу 2, ныпуклую оптически прозрачную пластинку 3, глоскопараллельную пластинку 4, металлическую прокладку 5, полупрозрачноезеркало б, источник 7 монохроматичес,кого света, приемник излучения 8 и,отсчетное устройство 9 (фиг.1),На фиг,2 показаны интерференционные кольца 10 и метки 11 отсчетногоустройства 9,10Устройство работает следующим образом.Монохроматический луч от источника света 7 освещает оптически прозрачные пластинки 3 и 4 и отражаетсяот них. Образующиеся при отражениисвета интарференционные кольца равной толщины, о; .,-.ловленные наличиемклиновидного -.=:.;,.в .,умного зазора между прозрачными пластинками 3 и 4 спомощью полупрозрачного зеркала бпроецируются на приемник 8 излучения. При изменении температуры металлическая прокладка 5, находящаяся в механическом и термическом контакте с оптической частью устройстна для получения интерференционныхколец ранной толщины, нследстние разности размеров и коэффициентов термического расширения прокладки 5(1., и сС) и оправы 2 (1 ий), давит ЗОна пластину 4, При этом изменяетсявеличина воздушного зазора междупластинами 3 и 4, что приводит всвою-очередь к изменению радиуса колец. По величине радиуса колец определяется температура вращающегосяобъекта, Радиус колец определяют отсчетным устройством 9.При уменьшении температуры валаиз-за увеличения .толщины воздушной 40прослойки радиуса интерференционныхколец уменьшается кольца стягиваются к центру, Достигнув центра, кольцо превращается н кружок, исчезающийпри дальнейшем уменьшении температуры. Таким образом, центр картиныстановится попеременно то светлым,то темным, Одновременно на периферииполя зрения зарождаются и перемещаются к центру новые интерференционныекольца, пока каждое кольцо не исчезнет н центре картины,При повышении температуры радиусколец унеличивается. В центре картины зарождаются все новые и новыекольца, которые увеличивая свой раиус,. исчезают на периферии поля зрея, В центре картины такжепроисходит чередование максимумов и минимумов интенсивности света. При значительных изменениях температуры счи- Ятают количество экстремумов в центрекартины. Зная количество экстремумов, по предварительной градуировке определяют температуру, Незначительные измерения температуры определяют по величине радиуса наиболее подвижного ближайшего к центру картины кольца.Знак измерения температуры определяют по знаку изменения радиуса колец при медленном измерении температуры. В случае быстрого измерения температуры ее знак определяют по зарождению и исчезновению интерференционных колец в центре картины.Чувствительность устройства определяется соотношением коэффициентов линейного расширения и размерами оп,равы 2 ( и 1) и прокладки 5 (1 и . ). Для устройства должно быть соблюдено следующее условие: (1 -1)40, где 1 и с 1 исо,ответственно длина и коэффициенты линейного расширения оправы и прокладки вдоль оптической оси датчика температуры.Расширение диапазона температур достигается тем, что применяемый оптический элемент эксплуатируется в более широких пределах температур, чем снетодиод и питающая его схема.При изготовлении оптического элемента из прозрачных тугоплавких материалов, например плавленного кварца, устройство применяется до температуры порядка 1000 С,Повышение точности измерения достигается тем, что изменения числа и радиуса интерференционных колец не зависят от интенсивности монохроматического света.Чувствительность предлагаемогоустройства увеличивается с ростомразности произведения 1-1 А ирегулируется подбором коэффициентовлинейного расширения А и размеровпрокладки и оправы.Формула изобретенияУстройство для измерения температуры вращающегося объекта, содержащее датчик температуры, установленный на вращающемся объекте и оптически связанный с неподвижным приемником излучения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, в него введены неподвижный источник монохроматического света, полупрозрачное зеркало, оптический связанный датчик температуры, выполненный н виде днух оптически прозрачных пластинок и металлической прокладки, размещенных в оправе и укрепленных соосно с налом вращающегося объекта, причем длина оправы и прокладки 1 вдоль оптической осиЗаказ 883/67 Тираж 883 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, й, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и коэффициенты их линейного расшире.нияи Щ связаны соотношением( 1 А.)Ф О.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР9 386280, кл. 6 01 К 13/08, 1970.2Авторское свидетельство СССР9 451924, кл. 6 01 К 13/08, 1973