Способ измерения температуры Советский патент 1987 года по МПК G01K11/00 G01N21/45 

Изобретение относится к измерению температуры с помощью термометров, действие которых основано на изменении оптических свойств веществ с изменением температуры, и предназначено для измерения температуры в га зообразных и жидких прозрачных средах, в оптических печах и криостатах при проведении научных исследований.

Целью изобретения является обеспечение возможности измерения температуры анизотропных объектов, а также упрощение аппаратурной реализации способа.

На фиг.1 представлено устройство для осуществления способа, включающее источник 1 оптического излучения, поляризатор 2, термочувствительный элемент 3 из кристалла ниобата. натрия NaNbOg, имеющего междвойниковую границу, анализатор 4, светофильтр 5, устройство 6, регистрирующее ширину или ширину и наклон к ребру кристалла интерференционных полос в области перекрывания компонент двой- .ника. В качестве регистрирующего устройства может быть использойан окуляр микроскопа со шкалой, экран с делениями, кино- или фотоаппаратура и т.п.

На фиг.2 a-d показан кристалл ниобата натрия с интерференционной картиной в области перекрывания компонент двойника с границей (I 1 I) в координатах псевдокубической перо- вскитовой ячейки, а и b - вид кристалла с одинаковым характером пога- сания компонент; с и d - с различным характером погасания сдвойникованных компонент при температурах Т (а, с) и Т (Ь, d) ; 01/ - угол между следом междвойниковой границы на грань кристалла и реб.ром кристалла. Так как междвойниковые границы направлены под углом ко всем граням кристалла и двойниковые компоненты имею форму деформированных клиньев, то в области перекрьшания двойниковых компонент при прохождении плоскополяризованного света образуются интерференционные линии равной разности хода, параллельные междвойниковой границе. Четкое изображение интерференционной картины достигается (фиг.2 а и Ъ) при ориентации граней

О 7Т

кристалла под углом 45 т к плоскости поляризации и анализатором

света поляризатором 2 4 (фиг,1). Для случая, изображенного на фиг.2 с и d При прохождении

„в 1| при положении О ±

света перпендикулярно плоскости кристалла, совпадающей с плоскостью (фиг.2 а и Ъ) , угол «i может быть определен по ширине интерференционной картины и толщине кристалла. При прохождении света перпендикулярно плоскости кристалла, совпадающей с плоскостью (фиг. 2 end), угол «б может быть определен непосредственно по данным наблюдений, а также по ши- рине интерференционной картины 1 и толщине кристалла d с помощью следующего выражения:

tgot Y

На фиг.З показана температурная зависимость угла между следом междвойниковой границы на грань и ре.б- ром кристалла ниобата натрия, Цифрой 1 обозначены точки, полученные экспериментальным путем, 2 - расчетным.

При измерениях кристалл-датчик помещается рядом с исследуемым объектом

или накладьгеается на него. Искомая температура определяется по, углу наклона интерференционных полос ei или по измеренной ширине интерференционной картины 1 и известной толщине кристалла d с использованием граду

ировочной кривой (фиг.З), Формула изобретения

Способ измерения температуры, включаюпщй освещение плоскополяризованным светом предварительно про- градуированного термочувствительного кристалла-датчика и регистрацию об-

разующей на нем интерференционной картины, отличающий ся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения температуры анизотропных объектов, а также упрощения

аппаратурной реализации способа, в ачестве термочувствительного кристалла-датчика используют сегнетоэлас тический кристалл ниобата натрия, содержащий междвойниковую границу,

пространственная ориентация которой вляется однозначной функцией темпеатуры, и по интерференционной картие в области перекрьгаания сдвойникоанных компонент определяют угол меж313596884

ду следом междвойниковой границы на по величине которого судят об изме- грани кристалла и ребром кристалла, ряемой температуре.

Изобретение относится к термометрии и обеспечивает возможность измерения т-ры анизотропных объектов, а также позволяет упростить ап-. паратурную реализацию способа. Для этого в качестве термочувствительного кристалла-датчика используют сёг- нетоэластический кристалл ниобата натрия с междвойниковой границей. Пространственная ориентация границы является однозначной ф-цией т-ры. При прохождении плоскополяризованного света через кристалл в области пе- рекрьшания двойниковых компонент образуются интерференционные линии равной разности хода, параллельные междвойниковой границе. Угол между следом междвойниковой границы на грани кристалла и ребром кристалла, определяемый по интерференционной картине, характеризует измеряемую т-ру. 3 ил. i (Л 00 СП СО О5 СХ) 00

fl

°(f

gjus-i

igfl,

ctg 9,0

Фи.г

Редактор Л.Повхан

Составитель Т.Черепанов Техред Л.Сердюкова

Заказ 61А7/45 Тираж 776Подписное

ВНИЖШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Д.Обручар