Устройство для многоточечного контроля температуры Советский патент 1982 года по МПК G01K11/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОТОЧЕЧНОГО КОНТРОЛЯ

1

Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано для контроля температуры в целях определения работоспособности и предупреждения аварийных ситуаций в мощных СВЧ трактах.

Известно устройство для измерения температуры, содержащее источник белого света, термочувствительный полупроводниковый элемент, выполненный в виде трехгранной поворотной призмы, прикрепленной к торцу жгутов волоконного световода своим основанием, и фотоприемник с регистрирующей аппаратурой 1.

Такое устройство не может быть использовано для контроля за температурным режимом антенно-волноводных трактов, так как полупроводниковые элементы искажают картину электромагнитных полей.

Известно устройство для контроля температуры, содержащее пленочный чувствительный элемент, оптические свойства, которого зависят от температуры, волоконные световоды, источник и приемник света 2.

Однако это устройство не может обеспечить высокую точность контроля температуры.

ТЕМПЕРАТУРЫ

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для контроля температуры, которое при увеличении числа чувствительных элементов может быть использовано для многоточечного контроля температуры, содержащее источник света, термочувствительный элемент выполненный из пленки с термозависимыми коэффициентами отражения и пропускания расположенный между выходом передающего и входом приемного оптического волновода с фотоприемником соединенным с блоком анализа и регистрации температуры 3.

Однако такое устройство пригодно для регистрации плавного изменения температуры и не обеспечивает высокой точности ин15дикации в заданных интервалах температуры.

Цель изобретения - повышение точности контроля температуры, а также повышение надеж-ности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что

20 в устройство для многоточечного контроля температуры, содержащее источник света, термочувствительные пленки с термозависимыми коэффициентами отражения и пропускания, расположенные между выходами передающих и входами приемных оптических волноводов с фотоприемниками, соединенными с блоком анализа и регистрации температуры, введены измеритель интенсивности света, дополнительные оптические волноводы с фотоприемниками и направленные ответвители, включенные между выходами передающих волноводов и термочувствительными пленками, причем выходы направленных ответвителей через дополнительные волноводы соединены с дополнительными фотоприемниками, измеритель интенсивности света включен между источником света и входами передающих волноводов, а выходы дополнительных фотоприемников и измерителя интенсивности света электрически связаны с блоком анализа и регистрации температуры.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник света 1, в качестве которого используется оптический квантовый генератор, измеритель 2 интенсивности света, многоканальный направленный ответвитель 3. Каждый канал измерения (на чертеже цифрами обозначены элементы только одного канала, так как остальные каналы идентичны) содержит термочувствительную пленку 4, размещенную, например, в СВЧ-тракте 5 в точке контроля температуры, передающей оптический волновод 6, направленный ответвитель 7, приемный оптический волновод 8 с фотоприемником 9, дополнительный оптический волновод 10 с дополнительным фотоприемником 11. Выходы всех фотоприемников и измерителя интенсивности света подключены блоку анализа и регистрации температуры 12, включающему в себя коммутатор 13, многоканальный усилитель 14, многоканальные предупреждающий 15 и отключающий 16 пороговые блоки, регистратор 17 и блок отключения 18.

В устройстве используются термочувствительные пленки, например, на основе жидких кристаллов, показатели преломления, а соответственно, и коэффициенты отражения и пропускания которых зависят от температуры.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал от оптического квантового генератора 1 через измеритель 2 интенсивности света, служащий для нормировки электрических сигналов, поступающих к усилителю 14, с целью компенсации нестабильности источника света, попадает в многоканальную систему, состоящую из подводящих и отводящих отраженные и прошедщие сигналы кварцевых оптических волноводов 6, 8 и 10, разветвления между которыми созданы на основе оптических направленных ответвителей 3 и 7. Последние осуществляют равномерное и однонаправленное распространение

сигналов по волноводам с высокой развязкой между каналами. В ках-дои критической точке тракта 5 располагается термочувствительная пленка 4, толщина которой в соответствии с предельной температурой и длиной волны источника света подбирается таким образом, чтобы максимальное пропускание пленки наблюдалось при температуре, которая создает аварийную ситуацию и возникает необходимость отключить источник СВЧ мощности, а максимальное отражение - при несколько меньщей температуре, при которой должен появиться сигнал предупреждения.

Отраженные от термочувствительных пленок 4 сигналы по оптическим волноводам

5 поступают на фотоприемники 11 и, преобразуясь в электрические сигналы, через коммутатор 13 поступают на многоканальный усилитель 14, где усиливаются и нормируются. Из усилителя сигналы поступают на многоканальный регистратор 17 и на многоканальный пороговый блок 15, в котором при превыщении порогового значения максимумом сигнала отражения вырабатывается сигнал предупреждения, поступающий в коммутатор 13, который отключает от усилителя фотоприемники 11 и подключает фотоприемники 9, на которые поступают прощедщие через термочувствительные пленки сигналы. Усиленные сигналы передаются на регистратор 17 и на многоканальный пороговый блок 16, который при достижении максимума прошедшего сигнала вырабатывает сигнал аварии, поступающий на блок отключения 18.

Устройство обеспечивает высокую точность индикации температуры на дискретных точках, лежащих в щироком интервале изменения температуры протяженных СВЧ трактов, из-за использования резонансных свойств термочувствительных пленок, высокомонохроматического излучения и многоканальной системы оптических волноводов. При этом устройство не искажает картины СВЧ поля в волноводных трактах и антенных полотнах и не подвержено влиянию мощных СВЧ полей.

Формула изобретения

Устройство для многоточечного контроля температуры, содержащее источник света, термочувствительные пленки с термозависимыми коэффициентами отражения и пропускания, расположенные между выходами передающих и входами приемных оптических волноводов и фотоприемниками, соединенными с блоком анализа и регистрации температуры, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности контроля, в него введены измеритель интенсивности света, дополнительные оптические волноводы с фотоприемниками и направленные ответвители, включенные между выходами передающих волноводов и термочувствительными пленками, причем выходы направленных ответвителей через дополнительные волноводы соединены с дополнительными фотоприемниками, измеритель интенсивности света включен между источником света и входами передающих волноводов, а выходы дополнительных фотоприемников и измерителя интенсивности света электрически связаны с блоком анализа и регистрации температуры.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 609979, кл. G 01 К 11/12, 1978.

2.Патент США № 4176552, кл. 73-339R, опублик. 1979.

- 3. Патент Франции № 2213494, кл. G 01 К 11/00, опублик. 1974 (прототип).