Устройство для измерения температуры

Авторы патента:

G01K11/12 - с использованием изменения цвета или прозрачности (G01K 11/32 имеет преимущество; термочувствительные листы, используемые в термографии, B41M 5/00)

Использование: термометрия объектов, находящихся под электрическим напряжением , в условиях воздействия СВЧ-полей. Сущность: устройство содержит светорассеивающий термочувствительный элемент (ТЧЭ) в оболочке, соединенный со световодами , входной торец одного из которых связан с источником света, а выходной торец другого-с фотоприемником. ТЧЭ выполнен в виде оптически неоднородной структуры из смеси компонентов, прозрачных для излучения источника света, с разными показателями преломления, отличными друг от друга в пределах рабочего температурного диапазона для всего спектра излучения источника света. Оболочка ТЧЭ выполнена из материала, не отражающего излучение источника света. 2 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 К 11/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4786525/10 (22) 26.01.90 (46) 23.03;93, Бюл. М 11 (71) Одесский институт низкотемпературной техники и энергетики (72) М.М,Чернякова, Ю.Ю,Войцехов и

Ю.P. В ой цехов (73) М.М.Чернякова (56) Авторское свидетельство СССР

N 278166,,кл. G 01 К 11/12, 1970.

Заявка Франции 1Ф 2213493, кл, G 01 К 11/12, 1974, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Использование: термометрия объектов, находящихся под электрическим напряжеИзобретение относится к термометрии и предназначено для теплового контроля объектов, находящихся под электрическим напряжением, работающих в электромагнитном поле в условиях повышенной пожаровзрывоопасности и т.д, Цель изобретения вЂ” расширение рабочего диапазона при контроле температуры высоковольтных объектов, а также в условиях воздействия СВЧ-полей, На фиг,1 вЂ” 3 схематически показаны примеры выполнения устройства; на фиг,2 вЂ” его термометрическая характеристика, Устройство для измерения температуры содержит в качестве источника света светодиод 1 (источник света узкого спектрального состава), соединенный с одножильным световодом 2, В качестве фотоприемника ис„,. Ж,, 1804601 А3 нием, в условиях воздействия СВЧ-полей.

Сущность: устройство содержит светорассеивающий термочувствительный элемент (ТЧЭ) в оболочке, соединенный со световодами, входной торец одного из которых связан с источником света, а выходной торец другого вЂ” с фотоприемником. ТЧЭ выполнен в виде оптически неоднородной структуры из смеси компонентов, прозрачных для излучения источника света, с разными показателями преломления, отличными друг от друга в пределах рабочего температурного диапазона для всего спектра излучения источника света, Оболочка ТЧЭ выполнена из материала, не отражающего излучение источника света. 2 ил. пользован фотодиод 3, область спектральной чувствительности которого (ИК-диапазона) совпадает со спектром излучения светодиода. Фотодиод соединен со световором 4, выполненным из одножильного кабеля.

Между световодами 2 и 4 расположен термочувствительный элемент (ТЧЭ) 5, выполненный в виде оптически неоднородной структуры типа смеси компонентов 6 и 7, один из которых измельчен и равномерно распределен во втором компоненте 7.

Смесь находится в оболочке 8, не отражающей (пропускающей либо поглощающей) световой поток источника 1.

В варианте на фиг,2 использован световод 9 с разветвителем 2 и 4. На основание

10 ТЧЭ 5 нанесено покрытие, отражающее

1804601 световой сигнал обратно в световод 9 и далее через ответвление 4 к фотоприемнику 3.

В варианте на фиг.3 ТЧЭ 5 соединен с одним световодом, одновременно направляющим к нему свет от источника 1 и выходной сигнал к фотоприемнику 3 с помощью светоделительного кубика 11 с полупрозрачным отражающим покрытием 12, Схемы питания светодиода, фотодиода и электронной обработки выходного сигнала не показаны.

При работе устройства свет источника 1 направляется световодом 2 к ТЧЭ 5. Проходя сквозь структуру, составленную из компонент с неровными показателями преломления, он рассеивается. Угловая апертура выходного пучка возрастает с увеличением разности показателей преломления компонент, которая изменяется в соответствии с температурой вследствие от- 20 личия температурных коэффициентов показателей преломления компонент. Выходной сигнал ТЧЭ 5 воспринимается световодом 4 в пределах его входной апертуры и передается к фотоприемнику 3. В соответствии с 25 изменением температуры и сопутствующим ему изменением апертуры выходного пучка

ТЧЭ изменяются относительная часть его, передаваемая выходным световодом 4 к фотоприемнику 3, и выходной сигнал устрой- 30 ства, Приведенная на фиг.4 термометрическая характеристика соответствует устройству, выполненному на основе кремниевой оптоэлектронной пары: светодиода марки 35

ЗЛ107А и фотодиода марки ФД263, одножильных световодов типа КП с кварцевой жилой, диаметром 600 мкм. Термочувстви- тельный элемент 5 выполнен на основе кремнийорганического каучука марки 40

СКТФВ с показателем преломления 1,46, наполненного порошком кварцевого стекла фракции 40-10 мкм, при массовом соотношении наполнителя и связующего 1,5:1.

Толщина оптически неоднородной структу- 45 ры ТЧЭ 3 мм. Использование в качестве одного йз компонентов термочувствительной структуры того же материала, из которого выполнена жила световода (кварц), обеспечивает непрерывность светового ка- 50 нала для проходящего сетевого потока, исключая паразитные потери на переотражение света границами термочувствительный элемент вЂ” световоды, что способствует повышению светосилы устройства.

При соответствующем выборе источника света и фотоприемника устройство может работать в ультрафиолетовой, видимой либо инфракрасной спектральной области. При изменении температуры от 50 до 160 выходной сигнал устройства изменяется от 10 до 0,5 В. Ширина рабочего температурного диапазона устройства составляет 110 С, что в несколько раз больше, чем у известных устройств, Заявленное устройство без предварительного усиления выходного сигнала с фотодиода имеет чувствительность в среднем

100 мВ К", что более чем на 3 порядка превосходит такие широко распространенные термопреобразователи как термопары, Благодаря отсутствию гальванической связи с контролируемым объектом, обеспечивается безопасность теплового контроля объектов, работающих под электрическим напряжением, в СВЧ-полях.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее источник света и фотоприемник, связанные с входным и выходным торцами световодов, соединенных со светорассеивающим трмочувствительным элементом, размещенным в оболочке, выполненной из материала, не отражающего излучение источника света, и соосной со световодами,отл ича ю щееся тем, что, с целью расширения рабочего температурного диапазона при контроле температуры высоковольтных объектов, а также в условиях воздействия СВЧ-полей, термочувствительный элемент выполнен в виде оптически неоднородной структуры из смеси компонентов, прозрачных для излучения источника света, с разными показателями преломления, отличными друг от друга в пределах рабочего температурного диапазона для всего спектра излучения источника света.

1804601

5 0 Ч0 90 <СО 1М 150 no

Составитель H.Ñîëîâüåâà

Редактор Л.Купрякова Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Заказ 1077 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Устройство для измерения температуры // 1778557

Способ контроля распределения температурных полей // 1760377

Устройство для измерения температуры // 1747949

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность измерений труднодоступных объектов Оптическое излучение с выхода источника 1 излучения, промодулированное модулятором 2, через оптический разветвитель 3 поступает одновременно на чувствительный элемент 5, оптический фильтр 6 и фотодетектор 4 Сигналы с фото детекторе в 7 и 8 поступают на измеритель 9 временных интервалов

Устройство для контроля температурного поля // 1732188

Изобретение относится к теплофизическим исследованиям и может быть использовано для неразрушающего контроля температурных полей на поверхности плоских объектов о Цель изобретения - повышение чувствительности устройства и расширение динамического диапазона измеряемых температур

Волоконно-оптический датчик температуры // 1721451

Изобретение относится к термометрии и позволяет увеличить чувствительность волоконно-оптических датчиков температуры, которые могут быть использованы для дистанционного контроля температурных режимов различных объектов в условиях воздействия сильных электромагнитных полей, ионизирующих излучений и

Датчик температуры // 1661592

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить эффективность контроля температуры по сечению детали при ее формообразовании

Устройство для измерения температуры // 1610311

Изобретение относится к оптической контактной термометрии и позволяет расширить рабочий температурный диапазон устройства и повысить точность измерения

Способ определения режима нагрева образца при термообработке // 1580185

Изобретение относится к термометрии, может быть использовано при периодической проверке и наладке температурных режимов протяжных, проходных и садочных металлургических печей, и позволяет повысить точность в условиях кратковременного нагрева

Спектрофотометрический способ измерения температуры // 1515070

Изобретение относится к бесконтактным способам измерения температуры в труднодоступных кюветах спектрофотометрических устройств

Температурно-временной индикатор стерилизации и способ его изготовления // 2131117

Изобретение относится к средствам измерения температуры, в частности к химическим индикаторам, и может быть использовано для контроля процесса стерилизации изделий медицинского назначения

Состав для температурно-временного индикатора // 2184356

Изобретение относится к устройствам для измерения температуры и времени в процессе стерилизации

Состав химического индикатора температуры и времени // 2186349

Изобретение относится к устройствам для оперативного контроля температуры и времени в процессе стерилизации

Устройство для измерения температуры // 2186350

Изобретение относится к устройствам для измерения температуры и может найти применение при контроле температуры в различных производственных и бытовых помещениях

Устройство для измерения физических параметров, преимущественно температуры // 2186351

Изобретение относится к устройствам для измерения физических параметров, в частности для измерения температуры и перемещения объекта

Термовременной индикатор воздушной стерилизации // 2187080

Изобретение относится к средствам стерилизации и может быть использовано в ветеринарии, обработке пищевых продуктов и в различных технологических процессах, использующих стерилизацию

Термометр // 2200305

Изобретение относится к области термометрии

Способ измерения температуры (варианты) // 2206074

Изобретение относится к способам измерения температуры тела человека и может быть использовано при медицинской диагностике, лечении, в частности детей, а также ослабленных больных, требующих посторонней помощи

Композиция для температурно-временного индикатора воздушной стерилизации // 2210064

Изобретение относится к визуальным средствам контроля температуры и времени термообработки, в частности, к химическим индикаторам стерилизации

Волоконно-оптический термометр // 2272259

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к термометрии, и может использоваться для дистанционных измерений температуры объектов, находящихся в экстремальных условиях (сильные электромагнитные помехи, повышенная пожаро-взрывоопасность, высокий уровень радиации и т.д.)