Устройство для измерения температуры Советский патент 1979 года по МПК G01K11/12 

№обретение относится к области термометрии и может быть использовано в различных областях науки и техники цля дистанционного измерения температуры. Известны устройства, позволяющие дистанционно измерять температуру по цвету датчика, установ ленного на исследуемом объекте 1 . Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее источник белото света и термочувствительный элемент, выполненный на основе оптически неоднородной смеси жидкого и твердого компонентов, помещаемых в кювету, одна из плоских стенок которой прозрачна, а на другую нанесено зеркально отражающее покрытие (2. Поскольку термочувствительный элемент устрой ства выполнен на основе оптически неоонорояной смеси он не прозрачен для всех составляющих спектра белого света за исключением света узкого спектрального состава, шш которого совпадают показатели преломления компонентов смеси при данной температуре. Этот свет, беспрепятственно пройдя сквозь термочувствительный элемент и отразившись от зерка1П но отражакицего покрытия на дне кюветы, определяет его цвет при данной температуре. При изменении температуры благодаря различию температурных коэффициентов, показателей преломления компонентов смеси, термочувствительный элемент оказывается прозрачным цля света инсго спектральнсго состава, что проявляется как изменение цвета термочувствительного элемента и свидетельствует об изменении температуры объекта. По цвету термочувствительного элемента определяют температуру объекта, на котором он установлен. Однако термодатчик имеет нгокую надежность, которая обусловлена тем, что при тепловом расщирении жидкого компсиента в кювете возникают значительные механические напряжения при полном заполнении кюветы жидким компонентом. При использовании воздушного пузыря в кювете пузырь может свободно мигрировать в пределах кюветы и оказаться на пути светового луча, что исказит результаты измерения, а в ряде случаев может вообще исключить всякую возможность юмерений.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Достигается это тем, что твердьгй компонент выполнен в виде пористого элементас полостью, расположенной ащ от:ив отверстия для заполнения кюветы, а на участок стенки кюветы над полосг ю нанесено непрозрапюе покрытие.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство включает в себя термодатчик 1, установленнный на исследуемом объекте 2, и источник 3 белого света, освещающий термодатчик.

Термодатчик содержит кювету 4 с прозрачной верхней стенкой 5 и непрозрачной нижней стенкой 6, на которую нанесено зеркально отражающее покрытие 7.

В кювете 4 находится оптически неоднородная система твердого 8 и жидкого 9 компонента. Твердый компшент 8 выполнен в виде пористого элемента, полученного, например, путем спекания измельченного твердого компонента при температуре, блюкой к размягчению. Форма и размеры элемента 8 соответствуют геометрическим параметрам внутренней полости кюветы 4. Например, кювете в форме таблетки соответствует пористый элемент в форме диска.

У элемента 8 удален небольшой участок - сегмент 10. Положение элемента 8 зафиксированр в кювете 4 с помощью штифта И так, что сегмент расположен напротив отверстия 12 для заполнения кюветы 4.

На участок стенки 5 над сегментом 10 нанесено непрозрачное покрытие 13.

На нижйюю стшку 6 термодатчика 1 снаружи нанесено покрытие 14 на основе липкого состава, например, аналогичное составу на изоляционных полихлорвиниловых лентах и сохраняющее приемлемую вязкость в широкой температурной области, охватывающей рабочий температурный диапазон термодатчика. Поверх него установлена пленка 15.

Устройство работает следующим образом. На термодатчик 1, установленный с помощью липкого покрытия 14 на исследуемом объекте 2 направ ляется параллельный пучок белого света от источника 3.

Термодатчик 1, характерюуясь спектральной гобирательностью для проходящего сквозь оптически неоднорО|Цную систему жидксяо 9 и твердого 8 компонентов света, пропускает свет узкого спектрального состава, определяющего его шзет при данной температуре.

В соответствии со смещением полосы пропускания в связи с изменением температуры меняется цвет термодатчика. По его цвет,у дистанционно определяют температуру объекта.

Предложенное устройство не боится перегревов. Последнее обусловлено тем, что при заполнении кюветы 4 жидким компонентом 9 участок, свободный от твердого компонента 8 (сегмент), непосредственно прилегающий к отверстию 12, заполняется жидким компонентом 9 лишь частично. Благодаря капиллярным силам поры твердого элемента 8 оказываются заполненными жидкостью

При нагреве жидкий компонент 9, расширяясь, компенсирует недостаток жидкости в сегменте, и, охлаждаясь, вновь подсасывается пористым элемштом 8.

Поскольку положение элемента 8 зафиксировано в кювете 4 пузырек оказывается локализованным и, благодаря непрозрачному покрытию 13, выведенным из поля зрения светового луча.

Устройство может найти применение для теплового контроля элементов радиоаппаратуры, работающей в труднодоступных условиях (СВЧ поля, высокие электрические напряжения, глубокий вакуум) , вращающихся объектов и т.д.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее источник белого света и термочувствительный элемент, выполненный на основе оптически неоднородной системы из жш1кого и твердого копонентов, помещенный в кювету, верхняя стенка которой прозрачна, а нижняя содержит зеркально отражающее покрытие,о тличающееся тем,что,-с целью повышения надежности устройства,твердый компонент выполнен в виде пористого элемента с помолостью,расположенной напротив отверстия для заполнения кюветы,а на участок стенки кюветы над полостью нанесено непрозрачное покрытие.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 402763, кл. G01 К 11/12, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 253408, кл. G 01 К 11/12, 1967.

Л

ож

7 / / / /

7 Л / ;j