Датчик температуры

Изобретение относится к области оптоэлектронной измерительной техники и предназначено для измерения температур в областях с ионизирующим излучением. Заявлен датчик температуры, состоящий из световода, соединенного с фотоприемником и блоком регистрации. Датчик дополнительно содержит лазер, излучение которого при пропускании через световод способствует необратимому обесцвечиванию центров окраски, возникающих в световоде при воздействии радиации, полупрозрачное зеркало, расположенное между световодом и фотоприемником, керамические шайбы, служащие для теплоизоляции световода. Техническим результатом, получаемым от использования изобретения, является расширение технологических возможностей датчика температуры. 1 ил.

 

Изобретение относится к области оптоэлектронной измерительной техники и предназначено для измерения температур в областях с ионизирующим излучением.

Известен датчик температуры для высокотемпературных измерений (Б.А.Красюк, О.Г.Семенов, А.Г.Шереметьев, В.А.Шестериков. Световодные датчики. М., Машиностроение, 1990 - 256 с., с.131), выбранный в качестве прототипа, содержащий световод, соединенный с фотоприемником и блоком регистрации.

Недостатком данного устройства является то, что прибор не позволяет измерить температуру объекта, находящегося в области с ионизирующим излучением, т.к. участок световода, находящийся вне объекта, но в области с ионизирующим излучением, будет разрушаться. Это связано с тем, что под воздействием ионизирующего излучения в световоде образуются центры окраски, которые приводят к увеличению коэффициента затухания, т.е. в световоде возрастают оптические потери.

Техническим результатом, получаемым от использования изобретения, является расширение технологических возможностей датчика температуры.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном датчике температуры, содержащем световод и соединенные с ним фотоприемник и блок регистрации, дополнительно введены лазер, полупрозрачное зеркало, теплоизолирующие шайбы, причем полупрозрачное зеркало расположено между световодом и фотоприемником, а световод теплоизолирован керамическими шайбами.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена общая схема датчика.

Датчик состоит из световода 1, полупрозрачного зеркала 2, фотоприемника 3, регистратора 4 и лазера 5, световод изолирован керамическими шайбами 6.

При отсутствии нагрева в области измерения в световоде не возникает теплового излучения, на входе блока регистрации сигнал отсутствует.

При нагреве в световоде возникает тепловое излучение, интенсивность которого определяется с помощью фотоприемника. Если ионизирующее излучение отсутствует, то световод пропускает излучение полностью. При воздействии радиации в световоде появляются F - центры (центры окраски), которые поглощают свет в определенной части спектра, в которой собственное поглощение материала отсутствует, поэтому появляется дополнительное затухание. Для защиты световода используется необратимое обесцвечивание центров окраски. Для этих целей через световод пропускается лазерное излучение. При стационарном воздействии лазерного излучения последнее является существенным фактором, способствующим восстановлению первоначального затухания. В этом случае через зеркало 2 на световод 1 направляется излучение лазера 5. Время обесцвечивания определяется температурой, до которой разогревается световод. При данной мощности разогрев будет меняться в зависимости от наличия изоляции. В целях уменьшения используемой для просветления мощности лазера на световодный температурный зонд наложено керамическое покрытие в виде шайб, т.к. керамика имеет низкий коэффициент теплопроводности (у изоляционного кирпича - 0.14 Вт/м°С) и устойчива к воздействию высоких температур в отличие от полимерных покрытий. Рассмотрим разогрев без изоляции и с изоляцией. Расчеты (Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1977 г. - 344с.) показали, что при отсутствии изоляции световод со стеклянной сердцевиной и оболочкой диаметром 125 мкм и длиной 1 м при мощности излучения 10 Вт разогревается до температуры 670°С, при наложении изоляции из керамики толщиной 2 мм - до температуры 340°С.

Предложенное техническое решение дает возможность использовать датчик температуры в областях с ионизирующим излучением, т.к. при пропускании мощного лазерного излучения центры окраски, возникающие в световоде под действием радиации, уничтожаются, восстанавливается затухание, что ведет к расширению технологических возможностей датчика температуры.

Датчик температуры, состоящий из световода, соединенного с фотоприемником и блоком регистрации, отличающийся тем, что дополнительно содержит лазер, излучение которого при пропускании через световод способствует необратимому обесцвечиванию центров окраски, возникающих в световоде при воздействии радиации, полупрозрачное зеркало, расположенное между световодом и фотоприемником, керамические шайбы, служащие для теплоизоляции световода.