Устройство для градуировки и поверки термометров Советский патент 1982 года по МПК G01K15/00 

Изобретение относится к области тепловых и температурных измерений, а именно к испытанию и калибровке термометров. Известны устройства для градуировки и поверки термометров, состоящие из набора металлов, тиглей для расплава этих металлов, средств графитовой защиты нагретого металла от окисления, Поверочной камеры. Принцип дей ствия таких устройств состоит в сличении показаний образцового термометра с точками затвердевания известных металлов Недостатком этих устройств является низкая точность определения реперных точек за счет окисления металлов и нарушения допустимой степени их чистоты, а также зависимость положения температурных точек затвердевания расплавов от внешних условии: влажности, температуры, давления. , Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее точник белого света и последовательно размещенные по оптической оси анализатор, термочувствительный элемент, поляризатор и регистрирующий блок 2 Недостатками устройства является низкая точность градуировки и поверки термометров, вызванная несовершенством самого устройства. Цель изобретения - повышение точности градуировки и поверки термометров за счет увеличения числа реперных точек. Указанная цель достигается тем, что в устройство введены светоделительная пластинка, размещенная между поляризатором и термочувствительным элементом, выполненным из оптически прозрачного кристалла с полиморфизмом и размещенным в камере с нагревательным элементом и регулирующий блок, выход которого связан с нагревательным элементом, а вход - с выходом фотоприемника регистрирукхчего блока. В устройство дополнительно введены фотоприемник, оптически связанный с сеетоделительной пластинкой, выход которого подключен к входу дополнительного регистрирующего блока. На фиг« 1 приведена схема выполнения устройства для поверки и градуировки термометров; на фиг. 2 - зависимость относительной интенсивности прошедшего света через кристалл от его температуры, включая при этом и точку структурного перехода кристалла Устройство включает в себя источник 1 белого света, поляризатор 2, по верочную камеру 3, кристалл , светоделительную пластинку.5, анализатор 6, фотоприемники 7 и 8, регистриру щие блоки 9 и 10 нагревательный элемент 11, регулирующее устройство 12. Устройство р1 отает следут н образом. Параллельный луч белого света от источника 1 проходит через оптическую систему noляpvfэaтo{ -кристалл-анализатор и попадает на фотоприе1«1ик 7 ток которого регистрируется регистрирующим блоком 9. Перед пол11фиватором 6 установлена светоделительная пластинка, отделяющая от основного луча луч, преднааначеиный для качественного контроля ocB teHHOcTH кристалла в момент структурного перехода,сопровождающегося уменьшением интенсивности ос новного луча.Иомент структурного перехода регистрируют регист жрущим блоком 9 по уменьшение тока до минимума.Одновременно от фотоприемника 7 ток посту пает на вход регуляторе 12 температуры .поверочной камеры 3.Саморегулирование температуры в поверочной камере 3 про изводится по известные с) Да, Нет. Как видно из фиГ. 2, при температуре кристалла, прёвывающей точку структурного перехода, интенсивность прошедшего светового потока близка к нулю, следовательно ток фотоприемника 7, управляющего регулятором 12 температуры, также равен нулю. Отсутствие управляющего входного напряжения на регуляторе температуры, соответствует команде Нет, согласно которой ток в нагревателе поверочной камеры умень шается и камера охлаждается. При температуре, несколько меньшей точки структурного перехода, интенсивность света максимальная, максимальный ток и соответственно, на вход регулятора поступает напряжение отличное от нуля срабатывает схема Да, согласно ко-торой ток в нагревателе камеры возрастает и происходит нагревание. Выбор термочувствительного элемента в виде прозрачного -оптического кристалла, обладающего полиморфизмом, основан на том, что при фазовых переходах таких кристаллов резко измеряются их оптические свойства, которые в частности обусловлены изменением оптической индикатрисы .и рассеяния света при переходах между низкосимметричной и высокосимметричными фазами.Например, тригональнойсингонии соответствует оптическая индикатриса в виде эллипсоида вращения, кубической - в виде шара; Поэтому, при переходе из тригональной сингонии в кубическую, наблюдается резкое изменение (уменьшение) интенсивности прошедшего светового потока. Такое изменение интенсивности обусловлено как рассеянием света в перехода, так и тем, что кристалл тригональной сингонии помещенный между скрещенными поляризаторами вносит дополнительную разность хода, а для кристалла кубической сингонии она равна нулю. Соответственно, в первом случае интенсивность светового потока, прошедшего через систему поляризатор-кристалланализатор, отличается от йуля, а при разности хода равной нулю интенсивность светового потока также равна нулю, ПоДобное изменение интенсивности наблюдается при переводе между Другими йизкосимметричной и высокосимметримной фазами при условии соответств % щей исходной ориентации кристаллической пластинки относительно луча света. В качестве термочувствительного элемента могут быть использованы кристаллы титаната висмута, молибдата гадолиния, титаната бария, кремнезема и ряд других кристаллов. Использование, например, титаната бария дает возможность получать реперные точки в области низких температур. Наличие в устройстве оптических средств измерения структурной точки перехода кристалла дает возможность осуществить дистанционное определение реперных точек, а также дает возможность применить саморегулирование температуры, суть которого состоит 8 ТОМ, ЧТО используемый кристалл одновременно является датчиком, управляющим поддержанием температуры своего же фазового перехода. В результате саморегулирования достигается высокая точность поддержания температуры фазового перехода, т. е. реперной точки в течение длительного промежутка времени, необходимого для градуировки термопар, что практическ невозможно достичь применяя внешний регулятор. Предлагаемое устройство,, в отличи от известного, может применяться в более широкой области температур, поскольку кристаллы могут ислотзрваться для поверки и в области отрицательных TeMnepatypi Формула изобретения V. Устройство ДЛЯ градуировки И поверки термометров, содержащее источник белого света и последовательн размещенные по оптической оси анализатор, термочувствительный элемент, поляризатор и регистрирушций блок о т.л и чающ ее ся тем, что, с , целью повышения точности градуировки и поверки термометров за счет увеличения числа реперных точек, в него введены светоделительная пластинка, размещенная между поляризатором и термочувствительным элементом, выполненным из оптически прозрачного кристалла с полиморфизмом и размещенным в камере с нагревательным элементом и регулирующий блок, выход которого связан с нагревательным элементом, а вход - с выходом фотоприемника регистрирующего блока. 2. Устройство поп. 1, отличающееся тем, что в него введены дополнительно фотоприемник, оптически связанный с светоделительной пластинкой, выход которого подключен к входу дополнительного ре.гистрирующего блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе t. Линевег Ф. Измерение температуры в технике. Справочник. М., Металургия, Т580, с. 206. 2. Авторское свидетельство СССР « 807079, кл. G 01 К П/12, 1979 (прототип).

отн. ед.