Способ дистанционного измерения температуры Советский патент 1981 года по МПК G01K11/18 G01N21/23 G01J4/00 

1

Изобретение относится к измерению температуры, мож-ет быть использовано в различныз отраслях науки и техники, и предназначено для дистанционного измерения температуры узлов и элементов РЭА, находящихся, например, в термобарокамерах.

Известные способы дистанционного измерения температуры основанны на определении температуры через параметры двулучепреломления кристаллических пластинок, находящихся в непосредственном тепловом контакте с. измеряемым объемом, и заключаются в том, что через двулучепреломпяющук пластинку, которая является оптически активным датчиком температуры, пропускают монохроматический модулированный по плоскости поляризации свет и по изменению параметров прошедшегчз света определяют температуру 11,

Недостатком этих способов является низкая точность измерения из-за строгой фиксации датчика по отношению к измерительной температуре, что в условиях практических измерений, как п эавило, является нелегкой задачей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ дистанционного измерения температуры, заключающийся в помещении двулучепреломляющей фазовой пластинки в измеряемой среде, освещении ее поляризованным белым светом и определении температуры по изменению проходящего через пластин10ку света 2.

Недостатком способа является низкая точность измерения температуры, обусловленная сложностью расшифровки цветов, которая связана с неоднородностью цветового сигнала и

пространственным положением двулучепреломлякяцей фазовой пластинки.

Цель изобретения - повышение точности измерения температуры.

Поставленная цель достигается тем, что значение температуры определяют по спектральному положению изртропной точки двулучепреломпякщей фазовой пластинки.

На фиг. 1 приведена оптическая схема осуществления способа дистгнционного измерения температуры; на фиг. 2 (а,б,в) - дисперсионные кривые показателя преломления двулуче30 преломляющей фазовой пластинки на основе пентонаноата таллия в зависимости от температуры для трех длин волн 644 нм, 546 нм и 436 нм соответ ственно. Оптическая схема (фиг. 1) включает в себя источник 1 белого света с конденсором, луч 2 белого света, поляризатор 3, поляризованный луч 4 белого света, лвулучепрело1лляющую фазовую пластинку (датчик температуры) 5, объект б измерения, цветной поляризованный луч 7, измерительное устройство (спектрополяриметр) 8. Измеряют температуру следующим образом. Луч 2 белого света от ирточника 1 света, проходит через поляризатор 3, Поляризованный луч 4 белого свет проходит через двулучепреломляющую фазовую пластинку 5, помещенную на измеряемом объекте 6. При изменении температуры объекта 6 меняется температура двулучепреломляющей фазовой пластинки 5, что, в свою очеред приводит к отсутствию двулучепрелом ления для определенной длины волны спектра в двулучепреломляющей фа-, зовой пластинке и смене .знака двулучепреломления по обе стороны от изотронной точки, для которой показатель преломления для обыкновенной волны Пв больше показателя преломле НИН для необыкновенной волны nj. до изотронной точки, а после ее показа тель преломления обыкновенной волны 1 меньше показателя преломления не обыкновенной волны ng, и сдвиг изот ронной точки по спектру в зависимости от температуры измеряемого объекта, как показано на фиг. 2 (а,б,в). Определяя в выходящем свете длину волны измерительным устрой ством (спекрополяриметром) 8, для которой двулучепрепомляющая фазовая пластинка 5 изотропна, т.е. отсутствует двулучепреломление, можно однозначно определить значение температуры. Так как положение изотропной точ может быть определено с очень высокой точностью (спектрополяриметр обнаруживает наличие двулучепреломления порядка от 0,005 до 0,002 гра точность измерения температуры становится очень высокой. В То же время для предлагаемого способа изменение ориентации двулуч преломляющей фазовой пластинки не критично, а практически только важно, чтобы луч проходил сквозь двулучепреломляющую фазовую пластинку, т.е. в предлагаемом способе определяют температуру не по величине двулучепреломления, связанного как с температурой, так и с ориентацией двулучепреломляющей фазовой пластинки, а по длине волны, на которой отсутствует двулучепреломление и которая не зависит от ориентации дв лучепреломляющей фазовой пластинки, что в свою очередь также повышает точность измерения температуры. Двулучепреломляющие Фазовые пластинки с изотропной точкой могут изготовляться как с одноосных двулучепреломляющих кристаллов, таких как, например пентонаноат таллия..так и жидких смектических кристаллов, имеющих изотропную точку, например гомологи солей таллия (каприниты, лаураты, деканоаты и т.д.), которые выполняются путем герметизации слоя ориентированного кристалла тонкими стенками прозрачного вещества. Возможность дистанционного измерения температуры на-объектах с односторонним й ограниченным доступом, высокая точность измерения и некритичность ориентации в пространстве двулучепреломляклдей фазовой пластинки найдет широкое применение в промышленности. Формула изобретения Способ дистанционного измерения температуры, заключающийся в помещении двулучепреломпяющей фазовой пластинки в измеряемой среде, освещении ее поляризованным белым светом и определении температуры по изменению проходящего через пластинку света, .отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, значение температуры определяют по спектральному положению изотропной точки двулучепреломляющей фазовой пластинки. Источники информации, принятые В.О внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 478201, кл. G 01 J 5/58, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 243889, кл. G 01 К 11/12, 1968 (прототип)..

(

Фиг.

п tSQ

Iif9 /.4

r.J/ r. т т

f.52

tSI

1М

Фиг г 180 ЮО 200

X-bfit

пе

Я

6HП

е

ltZ6 fi