Устройство для измерения температуры Советский патент 1982 года по МПК G01K11/18 G01N21/41 G01K11/32 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к.теплотехническим измерениям и предназначено главным образом для измерения температуры жидких сред. Известно устройство для измерения температуры преимущественно жидких сред, содержащее источник света, термочувствительный элемент, оптически связанный с фотоприемником, выход которого подключен к регистратору С-11. Недостатком такого устройства является йизкая точность измерения температуры, что обусловлено неконтролируемым изменением коэффициента пропускания оптического тракта,включающегй световод, клеевые соединения разъемы и т.п. Известно также устройство для измерения температуры, содержащее источник света с регулируемым блоком питания, термочувствительный элемент световод, два фотоприемника, выходы которых подключены к входу схемы отношений, и регистратор 21. Такое устройство значительно снижает влияние изменения коэффициента пропускания оптического тракта, но не обеспечивает требуемой точности измерения быстроменяющихся температур из-за существенной инерционности термочувствительного элемента. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения температу ры, содержащее источник света с регулируемым блоком питания, термочувствительный элемент, выполненный в виде стержня из оптически прозрачного материала с отражающим покрытием на одном торце и укрепленный другим торцом к саетоволоконному жгуту, два фотоприемника, схему отношений и регистратор 131. Однако такое устройство обладает низкой чувствительностью, так как около половины светового потока возвращается назад к источнику света, не достигая фотоприемников.

Цель изобретения - повышение чувствительности устройства.

Поставленная цель достигается тем что в устройстве, содержашем источни света с регулируемым блоком питания термочувствительный элемент, выполненный в виде стержня из оптически прозрачного материала с отражающим пс крытием на одном торце и укрепленный другим торцом к световолоконному жгуту, два фотоприемника, схему отношен й и регистратор, световолоконный ж|-ут выполнен с общим свободным концом, обращенным к одному из фотоприемников, установленному в пределах апертурного угла к его оптическо оси, и прямо к торцам двух дополнительных световодов, соединенных с источником света и другим фотоприемником.

Выполнение световс локонного жгута с общим свободным концом в отличие от известного, в котором свободный конец световолоконного жгута разветвлен на два плеча и введение дополнительных световодов позволяет при сохранении интенсивности постоянной составляющей светового потока прошедшего термочувствительный элемент и поступающего на один из фотоприемников, устранить потери светового потока, несущего информацию о температуре и поступающего на второй фотоприемник.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство для измерения температуры содержит источник света 1, фотоприемники 2 и 3, термочувствительный элемент 4 в виде стержня из оптически прозрачного материала с отражающим покрытием 5 на одном торце, световолоконный жгут 6, дополнительные световоды 7, схему отношений 8 и регистратор 9.

Длина дополнительных световодов выбирается в пределах 1-3% по отношению к длине всего световолоконного тракта.

Устройство работает следующим образом.

Световой поток от источника света 1 через световод 7 передается к световолоконному жгуту 6 и далее к термочувствительному элементу. Часть лучей, падающих на боковые гра

ни стержня i| под углом, меньшим критического угла полного внутреннего отражения, преломляется и выходит за его пределы.

Часть -лучей отражается только от покрытия 5 и формирует на свободном конце световолоконного жгута 6 постоянную составляющую светового потока, не зависящую от величины измеряемой температуры. Эта часть лучей поступает на общий конец световодов 7 и к фотоприемнику 2 поступает около половины светового потока постоянной составляющей.

Часть лучей, прошедших стержень Ц претерпе.вает полное внутреннее отражение на его боковых гранях и несет информацию о величине измеряемой температуры. Эта часть лучей выходит из стержня k по одним и тем же волокнам жгута 6, и на фотоприемнйк 3 поступает не 50 этой части светового потока, в известном устройстве, а все 100%.

Так как о величине измеряемой температуры судят по отношению интенсивностей двух составляющих светового потока /на выходе схемы отношений 8/, прошедшего термочувствительный-элемент, то резуЛтирующая чувствительность предлагаемого устройства оказывается в два раза выше, чем у известного.

Повышение чувствительности устройства, позволяет существенно улучшить его метрологические характе-ристики.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее источник света с регулируемым блоком питания, термочувствительный элемент, выполненный в виде стержня из оптически прозрачного материала с отражаюи им покрытием на одном торце и укрепленный другим торцом к световолоконному жгуту, два фотоприемника, схему отношений и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности устройства световолоконный жгут выполнен с общим свободным концом, обращенным к одному из фотоприемников, установленному в пределах апертурного угла к его оптической оси, и прямо к торцам двух дополнительных световодов, соединенных с источником света и другим фотоприемником.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 613215, кл. Q 01 К 11/00, 1975.

7 7

t

ТИТгПтН2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 27395 3/18-10, 20.03.79.

-5