Устройство для измерения температуры Советский патент 1974 года по МПК G01J5/28 

1

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано в качестве обратимого термоиндикатора при температурных исследованиях.

Известны устройства для измерения температуры, основанные на применении термоиндикаторов плавления, которые скачкообразно изменяют свой внешний вид при достижении определенной температуры и сохраняют его при дальнейших температурных измерениях.

Недостатками таких устройств являются их необратимость, а вследствие этого однократность использования, а также недостаточная точность (1-2°) индикации температуры.

Цель изобретения - повышение точности измерений температуры и обеспечение возможности многократного использования устройства.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство выполнено на основе нематически-холестерической смеси, например смеси параанизилиден-пара-бутиланилина и холестерилэруката, заключенной в плоскую кювету с электропроводящим дном, на прозрачную крышку которой нанесено прозрачное для белого света электропроводное покрытие, например, на основе окиси олова, а ко дну кюветы и проводящему покрытию периодически подключен электрический генератор низкой частоты, например 1500 Гц, 120 В, восстанавливающий внешний вид (прозрачность) нематически-холестерической смеси.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство до воздействия критической температуры; на фиг. 2 - то же, после воздействия критической температуры.

Здесь: 1-кювета, 2 - электропроводное дно кюветы, 3 - электропроводное прозрачное покрытие, нанесенное на крышку кюветы,

4 - нематически-холестерическая смесь, 5-- исследуемый объект, 6 - генератор низкой частоты.

Устройство выполнено в виде плоской кюветы с прозрачной, например стеклянной,

крышкой и может иметь любую форму. Толщина нематически-холестерической смеси 20- 30 мкм.

Устройство работает следующим образом. Ввиду сходства молекулярных структур нематической и холестерической фаз нематическая фаза навязывает холестерической свою структуру. Вввиду этого полученная смесь в широком температурном интервале является оптически однородной. При повышении температуры в мо.мент достижения температуры фазового перехода нематической фазы (критической температуры) изменяется ее структура и ослабляется ее влияние на холестерпческую фазу. Вследствие этого холестеричеекая компонента сворачивается в крупные

конгломераты (капли) размером порядка нескольких длин волн, и смесь превращается в Эхмульсию со взвешенными каплями и становится рассеивающей (молочно-белой) системой.

При понижении температуры нематическая фаза возвращается к прежней структуре, однако энергия ее решетки недостаточная для разрушения крупных образований холестерической фазы.

Для восстановления прозрачности смеси необходимо воздействовать на нее электрическим напряжением звуковой частоты, при этом ионы холестерической фазы начинают колебаться с частотой электрического поля, что приводит к разрушению холестерических конгломератов. Смесь возвращается в исходное состояние, т. е. становится прозрачной для белого света системой.

В качестве нематически-холестерической смеси может быть использован состав, содержащий пара-анизилиден- пара - бутиланилин (нематическая фаза) и холестерилэрукат (холестерическая фаза).

Для слоя смеси 25 мкм светорассеяние при достижении критической температуры возрастает в отношении порядка 200 : 1.

При изменении концентрации холестерической фазы от 2 до 15% изменяется критическая температура фазового перехода в диапазоне -18 +50°С.

Используя различные нематически-холестерические смеси, а также изменяя их пропорцию в пределах одной и той же смеси, можно изготовить термодатчики на широкий ряд критических температур.

При исследованиях температуры объекта с различными критическими температурами целесообразно окрасить дно кювет различных датчиков соответственно в различные цвета, контрастные к цвету исследуемого объекта. Тогда до фазового перехода сквозь прозрачный слой смеси виден цвет окрашенного дна кюветы. После фазового перехода помутненная смесь маскирует цвет дна кюветы.

Предмет изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее материал, изменяющий внешний вид при достижении определенной температуры, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений температуры и обеспечения возможности многократного использования устройства, в нем в качестве материала взята нематически-холестерическая смесь, например смесь пара-анизилидеи-парабутиланилина и холестерилэруката, заключенная в плоскую кювету с электропроводящим дном, на прозрачную крышку которой нанесено прозрачное для белого света электропроводное покрытие, а ко дну кюветы и проводящему покрытию через переключатель подключен электрический генератор низкой частоты.

I В

I

.5