Оптическое устройство для измерения температуры Советский патент 1990 года по МПК G01J5/38 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах сбора информации, в авиационной технике и т. д.

Целью изобретения является повышение точности измерений температуры при воздействии дестабилизирующих факторов.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения температуры содержит последовательно включенные широкополосный источник 1 излучения, микро- объектив 2, световод 3, второй микрообъектив 4, измерительный интерферометр. 5, служащий чувствительным элементом, третий микрообъектив 6, световод 7, четвертый микрообъектив 8, сканируемый интерферометр 9, пятый микрообъектив 10, фотоприемник 11, блок 12 регистрации, а также блок 13 управления, соединенный с блоком 12 регистрации. Блок 13 управления осуществляет сканирование интерферометра и управляет блоком 12 регистрации.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от щирокополосного источника 1 с помощью микрообъектива 2 вводится в световод 3 и доставляется к чувствительному элементу - измерительному интерферометру 5 Фабри-Перо, излучение в виде параллельного пучка для которого формируется микрообъективами 4 и 6. Спектр излучения на выходе измерительного интерферометра 5 однозначно определяется его базой i. При увеличении или уменьшении температуры пpoиcxoдиt соответственно линейное расщирение или сжатие материала, находящегося между пластинами, и, следовательно, изменение базы интерферометра 5 и спектра излучения на его выходе. Излучение данного спектрального состава доставляется световодом 7 к сканируемому интерферометру 9 с переменной базой /о, функция пропускания которого описывается функцией Эйри. При равенстве без интерферометров 5 и 9 () все максимумы функций пропускания интерферометров совпадают и светопропускание устройства максимально. При разных базах () максимумы функций пропускания не совпадают и свето(Л

С

СП

ас о

-vl

о

11ропускание устройства незначительно. Наряду с наличием основного максимума функций пропускания интерферометров при наблюдаются побочные максимумы при 2

и т. п. Это

0|бъясняется частичным совпадением кривых пропускания измерительного и сканируемого интерферометров.

: Блок регистрации выделяет основной Максимум сигнала, по положению которого Цожно однозначно судить о величине изме- р яемой температуры.

I Перед измерениями температуры проводят тарировку чувствительного интерферометра, т. е. каждой величине базы чувствительного интерферометра ставят в соответствие определенное значение ее температуры.

: Преимуществом устройства является од- нрзначность отсчета измеряемой температу- pibi, обусловленная превращением периодической зависимости мощности прощедшего через измерительный интерферометр светового потока от фазового набега в интерферометре в непериодическую зависимость, имеющую в случае использования щироко- пзолосного источника излучения и сканируемого интерферометра вид отдельного пика, сопровождающегося пичками с существенно Ценьщей амплитудой.

Использование изобретения позволяет проводить измерения температур в щироком диапазоне с высокой степенью точности. Использование в чувствительном интерфе- piOMeTpe материалов с различным коэффициентом линейного расширения позволяет варьировать диапазоном измеряемых температур и чувствительностью. При этом обеспечивается независимость измерений от флуктуаций интенсивности источника излучения и от изменения светопропускания элементов устройства при воздействии на них неблагоприятных факторов окружающей среды (вибрации, ионизирующего излучения). Благодаря применению световодной техники, предлагаемое устройство измерения температуры применимо в условиях сильных электромагнитных помех для дистанционных измерений.

15

Формула изобретения

1.Оптическое устройство для измерения температуры, содержащее оптически сопряженные источник излучения, теплочувстви- тельный интерферометр и фотоприемник с блоком регистрации, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности, устройство дополнительно содержит сканирующий интерферометр Фабри-Перо с блоком управления, размещенный между теплочувстви5 тельным интерферометром и фотоприемником, теплочувствительный интерферометр выполнен в виде интерферометра Фабри- Перо, а блок управления соединен с блоком регистрации.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, 0 что оптическое сопряжение чувствительного

интерферометра с источником излучения и сканирующим интерферометром Фабри- Перо выполнено с помощью световодов.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах сбора информации, в авиационной технике и т.д. Цель изобретения - повышение точности измерений температуры. Устройство содержит источник излучения, теплочувствительный интерферометр Фабри-Перо, сканирующий интерферометр Фабри-Перо с блоком управления и фотоприемник с блоком регистрации. Указанные устройства оптически сопряжены в указанной последовательности с помощью световодов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

S

д

W П П

V/ч