Поляризационно-оптический цифровой термометр

Поляризационно-оптический цифровой термометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике измерений температур и может быть использовано при дистанционных измерениях температуры поверхности непрозрачных объектов с полной гальванической развязкой в условиях действия сильных электромагнитных полей или находящихся под высоким электрическим потенциалом. Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей . Суть изобретения заключается в выполнении чувствительного двулучепреломляющего кристалла 5 в виде плоскопараллельной пластины, установленной на исследуемый объект 16 стороной, на которую напылена отражающая зеркальная подложка 6, и имеющей с исследуемым объектом 16 механический контакт, что позволяет повысить точность измерения и обеспечить измерение температуры непрозрачных объектов, а также объектов, размещаемых в термокамерах, имеющих одно окно. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ю1)5 G 01 К 11/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

МЪЛ 3

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1б

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4601174/25 (22) 02.11,88 (46) 07.11,91. Бюл. ГЬ 41 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) М.В.Степаняк, Б.И.Стандык и П.Г.Столярчук (53) 536,51 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 821960, кл. G 01 К 11/12, 1981.

Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1500864, кл. G 01 К:11/12, 1987. (54) ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ОПТИЧЕСКИЙ

ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР (57)Изобретение относится к технике измерений температур и может быть использовано при дистанционных измерениях температуры поверхности непрозрачных... Ы„„1689/75 Al объектов с полной гальванической развязкой в условиях действия сильных электромагнитных полей или находящихся под высоким электрическим потенциалом. Цель изобретения — повышение точности измерейия и расширение функциональных возможностей. Суть изобретения заключается в выполнении чувствительного двулучепреломляющего кристалла 5 в виде плоскопараллельной пластины, установленной на исследуемый объект 16 стороной, на которую напылена отражающая зеркальная подложка 6, и имеющей с исследуемым объектом 16 механический контакт, что позволяет повысить точность измерения и обеспечить измерение температуры непрозрачных объектов, а также объектов, размещаемых в термокамерах, имеющих одно окно. 1 ил.

1689775

10

30

45

Изобретение относится к технике измерений температур и может быть использовано при дистанционных измерениях температуры поверхности непрозрачных объектов с полной гальванической развязкой в условиях действия сильных электромагнитных полей или находящихся под высоким электрическим потенциалом, Цель изобретения — повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей.

На чертеже приведена блок-схема поляризационно-оптического цифрового термометра.

Поляризационно-оптический цифровой термометр содержит источник 1 монохроматического поляризацион ного света, фокусирую щую линзу 2, диафрагму 3, полупрозрачное зеркало 4, термочувствительный двулучепреломляющий крисгалл 5, на одну из сторон которого напылена отражающая зеркальная подложка 6, светоделитель 7, фазовую пластину 8, первый 9 и второй 10 поляризаторы, первый 11 и второй 12 светофильтры, выполненные узкополосными, первый 13 и второй 14 фотоприемники, а также блок 15 определения температуры, Термочувствительный двулучепреломляющий кристалл 5, выполненный в виде плоскопараллельной пластинки, установлен на исследуемый объект

l6 стороной, на которую напылена отражающая зеркальная подложка б, и имеет с исследуемым объектом 16 механический и термический контакты.

Термометр работает следующим образом.

Монохроматичес кий плоскополяризованный падающий лу ч источника 1 проходит через фокусирующую линзу 2, обеспечивающую фокусировку излучения на полупрозрачное зеркало 4, диафрагму 3, полупрозрачное зеркало 4, попадает на термочувствительный двулучепреломляющий крлсталл 5 и, отразившись от отражающей зеркальной подложки 6, попадает на полупрозрачное зеркало 4. Таким образом,монохроматический плоскополяризованный падающий луч источника 1, пройдя термочувствительный двулучепреломляющий кристалл 5 и, отразившись от отражающей зеркальной подложки б, испытывает двойное лучепреломление. т,е. разделяется на два луча, поляризова -ных во взаимно перпендикулярных плоскостях и распространягощихся в термочувствительном двулучепреломляющем кристалле с разными скоростями, При этом между первым и вгорым лучами возникает оптическая разH0CTb Х0,0 Л, pBBH3R

=-d(n -n), II и разность фаэ д, равная где d — толщина термочувствительного двулучепреломляющего кристалла 5; и и n — показатели преломления перII вого и второго лучей;

А — длина волны монохроматического плоскополяризованного луча источника 1.

Отразившись от полупрозрачного зеркала 4, луч попадает на светоделитель 7, где расщепляется на два луча, причем первый луч через фазовую пластину 8, первый поляризатор 9 и первый светофильтр 11 поступает на вход первого фотоприемника 13, а второй луч через второй поляризатор 10 и второй светофильтр 12 поступает на вход второго фотоприемника 14, При этом при прохождении первого луча через фазовую пластину 8 он получает постоянный отрица7Т тельный фазовый сдвиг относительно второго луча.

Электрические сигналы Оф1 и Оф2 на выходах первого 13 и второго 14 фотоприемников определяются квадратом амплитуды соответствующих оптических сигналов на их входах.

С выхода первого 13 и второго 14 фотоприемников электрические сигналы поступают на первый и второй входы блока 15 определения температуры, в котором в зависимости от фазового сдвига между электрическими сигналами Офт и О а вычисляется температура исследуемого объекта 16. Блок 15 определения температуры выполнен так же, как и в прототипе.

Поскольку электрические сигналы Офт и

Оф2 зависят от периода температуры термочувствительного двулучепреломля ющего кристалла 5, уменьшение его толщины d приводит к уменьшению электрических сигналов Офт и Офг, а использование двойного прохождения луча источника 1 через термочувствител ьн ый двулучеп реломл я ющий кристалл 5 эквивалентно удвоению его толщины, а следовательно, приводит к двухкратному увеличению электрических сигналов Офт и Оф2, что обеспечивает увеличение точности измерения. Кроме того, обеспечивается измерение температуры непрозрачных объектов. размещенных в термокамерах, имеющих одно окно, Формула изобретения

Поляризационно-оптический цифровой термометр, содержащий оптически связанные источник монохроматического поляри1689775

Составитель А. Леви

Редактор О, Юрковецкая Техред М.Моргентал

Корректор О. Кравцова

Заказ 3806 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 эованного света и термочувствительный двулучеп реломляющий кристалл, последовательно расположенные светоделитель, фаэовая пластина, первый поляризатор, первый светофильтр и первый фотоприем- 5 ник, последовательно расположенные второй поляризатор, оптически связанный со светоделителем, второй светофильтр и второй фотоприемник, а также блок определения температуры, при этом выходы первого 10 и второго фотоприемников соединены с первым и вторым входами блока определения температуры, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных воз- 15 можностей, в него дополнителько введены фокусирующая линза, диафрагма и полупрозрачное зеркало, а на одну из сторон термочувствительного двулучепреломляю20 щего кристалла напылена отражающая зеркальная поверхность, при этом источник монохроматического поляризованного света по ходу падающего луча оптически связан с фокусирующей линзой, диафрагмой, полупрозрачным зеркалом, установленным под углом 45 к его оптической оси, и термочувствительным двулучепреломляющим кристаллом, который отражающей зеркальной стороной устанавливается на исследуемый объект с воэможностью совпадения отражаемого луча с нормалью к центру термочувствительного двулучепреломляющего кристалла, который по ходу от него отраженным лучом оптически связан с полупрозрачным зеркалом и по ходу отраженного луча от полупрозрачного зеркала с первым светоделителем.