Устройство для измерения температуры Советский патент 1978 года по МПК G01J5/58 

Устройство содержит термопару 1, расположенную на объекте, которая замкнута на обмотку 2, заключенную в полости магнитопровода 3, выполненного из материала с большим значением угла фарадеевского вращения. Толщина магнитопровода может быть выполнена достаточно небольшой, например в виде магнитной пленки. Диэлектрическая илеика 4, толщина которой равна четверти длины волны плоско-поляризованного света источника 5, нанесена на наружную полированную поверхность полого магнитопровода 3.

Источник 5 плоско-поляризованного света и измеритель 6 угла вращения плоскости поляризации расположены таким образом, что их оси лежат в одной плоскости с осью вращающейся обмотки 2, а луч 7 плоско-поляризованного света, отражаясь от иоверхностя магнитопровода 3 и проходя через диэлектрическую пленку 4, падает на измеритель 6 угла вращения плоскости поляризации.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии разницы температур между горячим и холодным спаями термопары / постоянный ток во вращающейся обмотке 2 не протекает. Магнитное состояние материала магнитопровода определяется его спонтанной намагниченностью / н результирующее магнитное иоле в магнитонроводе равно нулю. Луч 7 плоско-поляризованного света проходит через диэлектрическую пленку 4, отражается от полого вращающегося магнитопровода 3, вновь проходит через диэлектрическую плеику 4 и падает на измеритель 6 угла вращения плоскости поляризации. Поскольку результирующее магнитное поле в полом вращающемся магнитопроводе 3 равно нулю, то вращения плоскости поляризации плоско-поляризованного света не происходит и измеритель 6 угла вращения плоскости поляризации вращения не регистрирует.

При наличии разности температур между спаями термопары 1 во вращающейся обмотке 2 протекает иостояпный ток. Магнитный поток Ф, создаваемый этим током, определяет магнитное состояние вращающегося магиитоировода 3, причем вектор намагниченности

-

материала магнитопровода / параллелен оси вращения обмотки 2. Луч плоско-иоляризованного света проходит через диэлектрическую пленку 4 и отражается от поверхности полого вращающегося магнитопровода 3, Согласно магнито-оптическому эффекту Керра при отражении луча 7 плоско-поляризованиого света от намагниченного материала магнитопровода 5 происходит вращение плоскости поляризации света на угол а, отличный от начального азимута. Величина угла а вращения плоскости поляризации определяется как

а Ск /,

где Ск - постояниая Керра;

/ - намагниченность материала магнитопровода 3.

Далее луч плоско-поляризованного света с повернутой на угол а плоскостью поляризации от иачального азимута, вновь проходит диэлектрическую пленку 4. При этом из-за возникающего преломления угла вращения благодаря увеличенному ио сравнению с воздухом коэффициенту преломления п диэлектрической пленки 4, а также интерференции плоско-поляризованного света происходит резкое увеличение угла вращения плоскости поляризации луча света 7. В зависимости от

толщины непоглощающей диэлектрической пленки увеличиние угла поворота плоскости поляризации различно и имеет первый (самый больщой) максимум при толщине нленки, равный Я/4, где Я - длина волны нлоскополяризованного света. Максимальное значение увеличения угла вращения плоскости поляризации иепоглощающей диэлектрической пленки 4 пропорционально квадрату коэффициента преломления вещества пленки п.

Далее луч плоско-поляризованного света падает на измеритель угла вращения плоскости поляризации, который регистрирует величину угла поворота плоскости поляризации

ai ,

где п - коэффициент преломления материала неиоглощающей диэлектрической пленки 4.

5 Таким образом, при изменении разности температур между спаями термопары / измеияетсй ток, протекающий по вращающейся

обмотке 2, который изменяет величину намаг -

ниченности / материала иолого вращающегося магнитопровода 3. Это приводит к вращению нлоскости поляризации плоско-поляризованного света, и значение температуры вращающегося объекта однозначно определяется д величиной угла вращения плоскости поляризации ai от начального азимута.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, 0 содержащее термопару, подключенную к обмотке, заключенной в полости магнитопровода, выполненного из материала с большим значением угла фарадеевского вращения, а также источник плоско-поляризованного све5 та и измеритель угла вращения плоскости поляризации, оси которых лежат в одной плоскости с осью обмотки, отличающеес я тем, что, с целью увеличения чувствительности, наружная поверхность магнитопровода токрыта непоглощающей свет диэлектрической пленкой из материала с коэффициентом преломления света больше единицы.