Датчик температуры

 

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ,содержащий поляризационно-оптическую систему и термочувствительный элемент , выполненный в виде обоймы с размещенной внутри нее плоскопараллельной пластиной из фотоупругого материала, снабженной регулировочным винтом, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности изменения чувствительности датчика и перестройки диапазона измеряемых температур, в него введен второй регулировочный винт, при этом оба регулировочных винта размещены соосно на противоположных концах обоймы и выполнены из материалов с различными коэффициентами теплового расширения, а плоскопараллельная пластина зажата между выступающими из тела обоймы концами регулировочных винтов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU(Ill (sl)4 G 01 К 5/62 11/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3644709/24-10 (22) 02.09.83 (46) 30.09.85. Бюл. № 36 (72) Б.В.Ульянов, Л.Н.Меншутин и В.А.Жаботинский (53) 536.516(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 821960, кл. С 01 К 11/12, 1979.

Патент США № 4111050, кл С 01 K 11/14,iопублик. 1978.

Авторское свидетельство СССР № 566150, кл. G 01 К 5/62, 1973 (прототип). (54)(57) ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ,, содержащий поляризационно-оптическую систему и термочувствительный элемент, выполненный в виде обоймы с размещенной внутри нее плоскопараллельной пластиной из фотоупругого материала, снабженной регулировочным винтом, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью обеспечения возможности изменения чувствительности датчика и перестройки диапазона измеряемых температур, в него введен второй регулировочный винт, при этом оба регулировочных винта размещены соосно на противоположных концах обоймы и выполнены из материалов с различными коэффициентами теплового расширения, а плоскопараллельная пластина зажата между выступающими из тела обоймы концами регулировочных винтов.

40

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано преимущественно для дистанционного контроля и измерения температуры в условиях электромагнитных помех или во взрывоопасных средах, например на химических предприятиях, в шахтах и т.д.

Целью изобретения является обеспечение возможности изменения чувствительности датчика температуры и перестройки диапазона измеряемых температур.

На чертеже схематически изображена конструкция датчика температуры.

Датчик содержит поляризационнооптическую систему, состоящую из источника 1 света, поляризатора 2, анализатора 3 и фотоприемника 4, термочувствительный элемент, выполненный в виде обоймы 5 с размещенной внутри нее плоскопараллельной пластиной 6 из фотоупругого материала и снабженной двумя регулировочными винтами 7 и 8.

Регулировочные винты 7 и 8 выI полнены из материалов,. обладающих различным коэффициентом теплового расширения, и установлены в теле обоймы соосно на противоположных ее концах так, что плоскопараллельная пластина 6 оказывается зажатой между выступающими из тела обоймы

5 концами регулировочных винтов.

Устройство работает следуюшим образом.

Изменение температуры термочувствительного элемента датчика на величину дТ вызывает изменение механического напряжения в пластине 6 на величину 4Й, т.е, Ы =(A B Q T (1) где Оо — длина выступающей внутрь обоймы 5 части одного из регулировочных винтов, например винта 7, измеряемая между поверхностью пластины 6 и внутренней поверхностью обоймы 5, А и В - константы, определяемые расчетным путем через модуль К)нга фотоупругого материала пластины б и ее длину, а также рабочую длину обой82279 2 мк. 5, равную суммарной длине пластичы

6 и внутренней части обоих регулировочных винтов 7 и 8, и коэффициент теплового расширения материалов всех

5 указанных элементов датчика.

Величине лб соответствует определенное значение двулучепреломле— ния an фотоупругого материала пластины 6, которое является функцией

I0 температуры, регистрируется с помощью поляризационно-оптической системы и определяется соотношением

an=- и Пб, (2)

15 где л — показатель преломления о фотоупругого материала пластины 6";

П вЂ” пьезооптический коэффициент.

Объединяя (1) и (2), окончательно можно записать

, = С (В+В ЮДИТ (3) где С - объединенная константа.

На выходе фотоприемника 4, входящего в состав поляризационно-опти25 ческой системы датчика, формируется сигнал 1, соответствующий изменению температуры дТ, и следовательно, величине 4 п, который описывается выражением.3о 5in (К gn) (4) где 3О и К вЂ” константы, определчемые при градуировке датчика.

Из выражения (4) с учетом соотношения (3) следует, что диапазон измеряемых температур, определяемый условием 0 К» 6, и б ii /2, и чувствительность датчика S=(31/dT зависят от величины части о длины одного из регулировочных винтов, находящегося внутри обоймы 5. Это означает, что для изменения чувствительности датчика и перестройки его рабочего диапазона достаточно изменить соотношение длин частей регулировочных винтов

7 и 8, расположенных внутри обоймы 5.

Пример. В датчике температуры, в котором обойма и один из регулировочных винтов выполнены из дуралюмина, второй регулировочный винт— из меди и фотоупругая пластина: — из керамики ЦТСЛ, при изменении о в пределах 2 см обеспечивается регулировка диапазона измеряемых температур в интервале 7-12 С.

ВНИИПИ Заказ 6092/36 Тираж 896 Подписное филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4