Устройство для дистанционного измерения температуры

( )957013 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликОпубликовано 07,09,82. БюллетеньЗЗ ло делам нзовретеннй н открытийДата опубликования описания 07.09.82(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ1Изобретение относится к термометрии, а именно к устройствам для дистанционного измерения температуры и может быть использовано в различных отраслях науки и техники, в частности устройство предназначено для дистанционного измерения температур на объектах радиоэлектронной аппаратуры,Известны устройства для дистанционного измерения температуры, содержащие термохромный датчик температуры, источник света и регистратор 11.Недостатками устройства является низкая точность измерения температуры обусловленная нестабильностью термохромного датчика температуры при воздействии окружающей среды.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для дистанционного измерения температуры, содержащее источник белого света и расположенные последовательно по оптической оси устройства изооптический термодатчик, объектив, диафрагму, подвижный интерференционный клиновидный светофильтр, окуляр и регистратор 12.Недостатками устройства является низкая точность измерения температуры, обусловленная низким разрешением на краяхвидимого оптического диапазона длин волниз-за несовершенства системы регистрации.Цель изобретения - повышения точностиизмерения температуры,5 Эта цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены источник поляризующего напряжения, генератор импульсов низкой частоты и конденсатор, причемвыходы источника поляризующего напряжения через конденсатор соединены с выходами генератора импульсов низкой частоты и с электродами интерференционногоклиновидного светофильтра, выполненногона основе оптически активных кристаллов,например ХпЯ.15 На фиг. 1 приведена конструкция устройства для измерения температуры; на фиг. 2 - конструктивное выполнение интерференционного клиновидного фильтра; на фиг, 3 (а, б, в) - зависимости полосы пропуска ния интерференционного фильтра в зависимости от его положения относительно диафрагмы устройства.Устройство включает источник 1 света, луч 2 белого света, изооптический термо 9570133датчик 3, объект 4 измерения, цветной луч 5, объектив 6, диафрагму 7, интерференционный клиновидный светоп)ильтр 8; окуляр 9, регистратор 10, шкалу 11 фильтра, источник 12 поляризующего напряжения, генератор 13 импульсов низкой частоты, конденсатор 14.Интерференционный клиновидный светофильтр (фиг. 2) включает стеклянную подложку 15, полупрозрачные серебряные зеркала 16, диаэлектрический слой 17, электроды 8.На фиг. 3 (а, б, в) показаны контур 19 полосы пропускания датчика, контур 20 полосы пропускания интерференционного светофильтра при максимальном напряжении на светофильтре 20, контур 21 полосы 5пропускания интерференционного светофильтра при минимальном напряжении на светофильтре, амплитуды проходящего сквозь светофильтр света при положительном и отрицательном напряжении на светофильтре 1, и 12 соответственно.Устройство работает следующим образом.При помощи источника 1 света лучом белого света 2 освещают датчик 3, установленный на объективе 4. В зависимости о. температуры объекта 4 цветной луч 5, вы-;5 ходящий из датчика, имеет определенную длину волны ).О, при помощи объектива 6 цветной луч 5 направляют на клиновидный интерференционный светофильтр 8, который ,.рассматривает через диафрагму 7 при помощи окуляра 9.30На контакты 18 интерференционного фильтра 8 подключают источник 12 поляризующего напряжения и через развязывающий конденсатор 14 генератор 13 импульсов низкой частоты. В связи с тем, что диэлектрический слой фильтра находится в осциллирующем поле низкой частоты в результате электро- оптического эффекта в нем меняется коэффициент преломления, что равносильно изменению оптической толщины слоя и что в ко нечном счете приводит к колебаниям полосы пропускания фильтра у значения полосы пропускания в отсутствии переменного напряжения. Продвигая фильтр мимо диафрагмы, находят положение, когда сквозь него отчетливо и с достаточной яркостью виден датчик.В связи с колебанием положения полосы пропускания фильтра из-за поля низкой частоты изображение датчика мерцает, так как изображение его исчезает Гри сдвиге 50 полосы пропускания за щель диафрагмы. Медленно продвигая фильтр, добиваются. пропадания мерцания изображения фильтра и по шкале фильтра определяют положение полосы либо температуры, если шкала отградуирована в значениях температуры.На фиг. 3 (а, б, в) показано, что в положении фильтра а изображение датчика будет мерцать, так как яркость изображения датчика з момент положительного 1 З:пульсанапряжения на фильтре больше, чем приотрицательном, что проявляется как мерцание изображения. В положении б изображение также будет мераь. так как яркость изображения датчика:;"т отрицательно)о импульса напрКменьше,чем при положительном и нОложении вЯркость П 1)и положительном и Отрицательномимпульсах Одинаковы, что Воспринимаетсянаблюдателем как исчезновсние мерцания,т. е. устройство реализует объективный признак точной настройкипропадание мерцаний.В результате подачи напряженности элекГрического поля на интерференционныйсветофильтр (фиг 2), выполненный в видеподложки 15, на которую после.;онательно1 а 1)есены полупрозрачно; ссгеб)Р 5 нос зеркало 16 ди аэлектрче; кяй с 1 Г)й;т) ) )ол упрозрачное серебояиск зс Ока, к 16 и. ка)яТЕЛЬ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ДИ.,Злгкт ЭК 1;.Г, . О - ОЯУп,., В зависимости ОГ н-.кряже;рического поля имеет ви;,п(Е 1 = и3,",) 1.ГДЕ Г - ЭЛЕКТРООИТИтССКИЙ 1 Г)Э;)1.Я 1;КЗИ-:П т " ПОКазаТЕЛЬ ИРЕ 1 ОМЕ)И 5 Н ГГ ,ТСТВИИполя;Г; -- НаГРяжЕННОСТ Ь .-., 1.1,.ОКО ") О,51,а ПРЯ ИОДаЧЕ ДОНОН)ТЕЛЬНГ)ГО . г.-ЛЕННОГОнапряжения на сВетофигй 1 ир 1;е те) к МОдуля ции полосы ирои, скаи); )нтср;ерсиЦИОННОГО СВ.ТофИЛЬТРа. ТЯК Ка: ".,ОС,1; ИтЕВОЗНГкаЕТ СДВИ 1 ПОЛОСЫ Г 1 РО 1, СктНКН В За)ИСИМОСГИ ОТ ТОЛИ) И 1 Ы Дкаэ,1 СКГПтяССКОГО СЛОЯ,7 п 8 и ГрилГкеГРОГО напря):.еП 15), кГ ОГа 5)Рыть .ОГег 1 Н 1 и)ы пх. и),)и ,Т Г)т),Вместо рильтра с и;таллкчсскк лк зеркалами можно ирименягь 1 рильтры с диэлект 1)ически 1 ли зеокалами, на котооь)е либонаносят пол,прозра ны.: проводя)иие покрытия, иаГ)р 5 мер серебро.Оозиачиостью 0.7ири толщине слоя 310 м, либо помещатьтакой диэлектрический фильтр в конденсатор,В КОТОРОМ ПРОРЕзана .".,Иафг)т 1 ГЧа, С МИНИмальным зазором между обкладками и фильтром.Необходимые напряжения в этом случаебудут выше, чем для предлагаемого устройства.Предлагаемое устройство значительноповышает точность измерения температуры,обусловленную использованием интерференционного клиновидного светофильтра,на который подают поляризующее напряжение, в результате чего обеспечивается симметричная работа всегс устройства (сдвигполосы вправо равен сдвигу полосы влево),выбор величины постоянного напряжениярабочей точки модуляции, и при необходимости величиной напряжения сдвигать полосу пропускания всего фильтра виряво либовлево (установка нуля), резкое уменьшение времени задержки модуляции, так как при очень малых напряжениях, .если работать без поляризации, возможна задержки изменения коэффициента преломления по отношению к напряжению из-за поликристаллической структуры слоя. Напряжение поляризации должно быть в 2,2 - 2,3 раза выше амплитуды импульса.Предлагаемое устройство для дистанционного измерения температуры найдет широкое применение в народном хозяйстве.Формула изобретения1. Устройство для дистанционного измерения температуры, содержащее источник белого света и расположенные последовательно по оптической оси устройства изооптический термодатчик, объектив, диафрагму, подвижный интерференционный клиновид- го ный светофильтр, окуляр и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в устройство введены источник поляризующего напряжения, генератор импульсов низкой частоты и конденсатор, причем .выходы источника поляризующего напряжения через конденсатор соединены с выходами генератора импульсов низкой частоты и с электродами интерференционного клиновидного светофильтра, выполненного на основе оптически активных кристаллов.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что интерференционный клиновидный светофильтр выполнен на основе кристаллов Хп 5.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США4016761,кл. б 01 К1/12, 1977.2. Авторское свидетельство СССР445853. кл. 6 01 Л 3/00, 1972 (прототип).Составительва Техред А. БоТираж 887ИПИ Государственно по делам изобретени113035, Москва, Ж - 35, Р илиал ППП Патент, г. Уж Редактор С. ПатрушеЗаказ 6583/28ВНИ М. Вабищевичйкас КорректорПодписного комитета СССРй и открытийаушская наб., д. 4/5город, ул. Проектная