Способ измерения температуры

648857 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскнх Соцналнстнцескнх Реотублик(51) М. Кл. О 01 К 11/16 Государственный номнте СССР пв делам нзввретеннй н втнрытнй23) Приоритет - Опубликовано Дата опубли 25.02.79, Бюллетень7 кования описания 28.02.79(71) Заявите ПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Изобретение относится к теплоизмерению и может быть применено для измерения температуры бесцветных и прозрачных жидкостей в различных отраслях народного хозяйства, например для измерения температуры хладагентов в системах охлаждения радиоэлектронной аппаратуры,Известно устройство, реализующее способ измерения температуры, которое содержит два несмешивающихся вещества с известными дисперсионными свойствами, представляющими собой состав с зависимым от 1 О температуры показателем преломления, и которое образовано введением в одно вещество инородного нерастворяющегося в нем вещества (стекла) с близким показателем преломления и отличающимся температурным коэффициентом показателя преломления 1.15Однако использование в качестве инородного нерастворяющегося вещества стекла позволяет измерять температуру при установке устройства на исследуемом объекте либо в исследуемой среде лишь с использо ванием кюветы, необходимой для предотврашения попадания в измерительную систему твердого компонента. Кювета ухудшает быстродействие устройства. Известно также устройство для измерения температуры, реализующее подобный способ, в котором термоиндикатор из смеси оптически неоднородных веществ, показатели преломления которых зависят от длины света, а температурные коэффициенты показателей преломления отличны по знаку (или величине), помещен внутрь объекта измерений, что дает возможность непрерывно определять тепловое состояние объекта при минимальной инерционности измерений 12.Однако применять подобное устройство для измерения температуры потоков при высоком быстродействии измерителя температуры нельзя, так как требуется дополнительная кювета, исключающая попадание в поток твердого компонента,Наиболее близким к предлагаемому является способ, заключающийся в измерении температуры по цвету смеси двух компонентов с близкими. показателями преломления и различными температурными коэффициентами показателя преломления, при освещении смеси параллельным пучком белого света 31.Недостатком известного способа является относительно большая тепловая инерция измерительного элемента.Цель изобретения - повышение быстродействия процесса измерения температуры.Для этого по предлагаемому способу измерения температуры по цвету смеси двух компонентов с близкими показателями преломления и различными температурными ко. эффициентами показателя преломления, при освещении смеси параллельным пучком белого света, непосредственно в поток жидкости, который является первым компонентом и температура которого измеряется, вводят инородную жидкость, являющуюся вторым компонентом, и перемешивают их до получения равномерной эмульсии.На фиг. 1 приведено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг.2 - кривые дисперсии жидкостей при различных температурах.В рабочую жидкость 1, например хлад- агент, текущую по трубопроводу 2, вводят не растворяюшуюся в ней жидкость 3 с близким показателем преломления и отличающимся температурным коэффициентом показателя преломления.С помощью эмульгатора; роль которого может выполнять установленная в трубопроводе решетка 4, образуется оптически неоднородная эмульсия 5, цвет которой определяется ее температуроч т. е. температурой хл ада гента.,Цвет эмульсии 5 наблюдают при освещении ее источником 6 белого света через прозрачную вставку 7 в трубопроводе 2.По цвету эмульсии определяют температуру хладагента.Измерение температуры может быть произведено визуально либо с помощью любого спектроразлагающего прибора.В качестве инородной жидкости используют прозрачную бесцветную не растворимую в хладагенте жидкость с близким показателем преломления, но отличающуюся от хладагента величиной температурного коэффициента показателя преломления.При большой скорости хладагента отпадает необходимость в эмульгаторе, установленном в трубопроводе перед прозрачной вставкой 7, а перемешивание рабочей и инородной жидкостей до получения равномерной эмульсии производится насосом.Предлагаемый способ измерения температуры основан на селективном пропускании света оптически неоднородными системами. При этом полоса пропускания оптически неоднородной системы смещается по спектру в зависимости от температуры.Роль оптически неоднородной системы выполняет эмульсия, полученная при смешивании двух нерастворимых бесцветных и прозрачных жидкостей с близкими показателями преломления.55 дают, и этот свет беспрепятственно проходит сквозь нее при 30 С. При этом эмульсия окрашивается в цвет, соответствуюший длине волны Л.При изменении температуры, например увеличении ее до 35 С, кривые дисперсии смещаются. Этиленгликолю соответствует кривая 12, а бромистому пропилу - кривая 14. Известно, что все материалы, в том числе жидкости, характеризуются оптическойдисперсией, определяемой зависимостью показателя преломления от длины волны. Сувеличением длины волны показатель преломления уменьшается,Показатель преломления веществ зависит также от температуры. В частности, жидкости характеризуются отрицательным температурным коэффициентом показателя пре 10 ломления.Ниже приводится пример осуществленияспособа при добавлениии к этиленгликолюбромистого пропила.При увеличении температуры кривая дисперсии жидкости смешается вниз, оставаясьпрактически параллельной самой себе, какпоказано на фиг, 2, где кривые 9, 10, 12и 13 соответствуют этиленгликолю при 25,30, Зэ и 40 С, а кривые 8, 11, 14 и 15 -бромистому пропилу при тех же температу 20 рах.Этиленгликоль и бромистый пропил имеют близкие показатели преломления и различные температурные коэффициенты показателей преломления (у бромистого пропила25температурный коэффициент показателя преломления в два раза выше, чем у этиленгликоля) .Если в этиленгликоль (часто используемый в качестве хладагента) добавить бромистый пропил, то ввиду разной плотностиз 0 эти жидкости рассеются. При встряхиванииэтой смеси образуется оптически неоднородная эмульсия.Оптическая неоднородность этой эмульсии обусловлена тем, что, например, при30 С для всего спектрального диапазона ле 35вее Л 1 (Х - длина волны, соответствующая точке пересечения Ь кривых 10 дисперсии этиленгли коля и бром истого пропила) превышает показатель преломленияэтиленгликоля (для Л (,Лд ), а для спек 40 трального диапазона правее Л (Л )Л ) показатель преломления этиленгликоля превышает показатель преломления бромистого пропила.Таким образом, эмульсия, полученная наоснове смеси этиленгликоля и бромистогопропила,при 30 С, рассеивает свет в спектральном диапазоне Л Л, что соответствует всему спектру белого света за исключением длины волныДля света с длиной волны Х показателипреломления компонентов эмульсии совпа 648857Кривые 12 и 14 пересекаются в точке б, которой соответствует уже другая длина волны , т. е. эмульсия становится прозрачной для света с длиной волны Х при 35 С и оптически неоднородной для всего остального спектрального диапазона белого света,На примере эмульсии, полученной при добавлении к этиленгликолю бромистого про пила, показано свойство селективного пропускания света оптически неоднородными эмульсиями и смещение полосы прозрачности эмульсии по спектру в зависимости от температуры. В частности, для указанной эмульсии при изменении температуры от 25 до 40 С цвет меняется от красного до фиолетового, непрерывно проходя через все цвета спектра белого света.На фиг, 2 приведен также пример осуществления способа, по которому эмульсия получена на основе смеси нитрометана и н-гептана, где кривые 16, 19, 21 и 23 соответствуют н-гептану при 90, 95, 100 и 105 С, а кривые 17, 18, 20 и 22 - нитромет: ну при тех же температурах.При изменении температуры в диапазоне 90 в 1 С полоса пропускания этой эмуль" сии сдвигается из красной области в фиолетовую, проходя через весь спектр белого света. Выбор компонентов смеси для любого заданного температурного диапазона как в положительной, так и отрицательной температурных областях легко производят по таким физическим параметрам, как показатель преломления, относительная дисперсия и тем. пературный коэффициент показателя преломления.Выбирая те либо иные добавки к определенному хладагенту можно смещать температурный диапазон, в котором эмульсия изменяет свой свет в зависимости от температуры,в положительной и отрицательной температурных областях.В частности, термочувствительные эмульсии, изменяющие свой цвет в зависимости от температуры, можно получить при добавлении в незначительном количестве во фреон 114 бензола либо сероуглерода, во фреон 11 либо 21 - хлористого натрия, во 10 фреон 12 либо 22 - бензола и т. д.Так как термодатчи ком является самхладагент, измерение температуры производится безынерционно и не требует введения в поток дополнительного термодатчика.15формула изобретения Способ измерения температуры по цветусмеси двух компонентов с близкими пока 20 зателями преломления и различными температурными коэффициентами показателяпреломления, при освещении смеси параллельным пучком белого света, отличающийсятем, что, с целью повышения быстродействияпроцесса измерения температуры, непосредственно в поток жидкости, который являетсяпервым компонентом и температура которогОизмеряется, вводят инородную жидкость,являющуюся вторым компонентом, и перемешивают их до получения равномерной30 эмульс" иИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании Мо 1134027,кл, б 1 Р 7, 20.11.68.2. Авторское свидетельство Мо 267129,З 5 кл. 6 01 К 7/16, 6 01 К 11/12,04.10,68.3. Авторское свидетельство Мо 253408,кл, б 01 К 11/1611.12.67,648857 11,125 два 1,лФ 5 виол. Сил. гил. Эгл Жл. Ор КрасамиФиг.2 Составитель АТехред О. ЛуТираж 765осударственного комелам изобретенийосква, Ж.35, РаушсПатент, г, Ужгор П 3035, МФилиал ППП едактор Т. Ивановааказ 541/39ЦНИИПИ Бордюговскийговая Корректор А. ВласенПодписноеитета СССРи открытийхая наб., д. 415од, Ул Проектная, 4