Устройство для измерения температуры

Устройство для измерения температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(11)

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Сооетскин

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, :

М.Кл 2 G01 J 5/58 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.01.76 (21) 2318271/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.02.78. Бюллетень № 6 (45) Дата опубликования описания 30.01.78

Государственный комитет

Совета й1инистров СССР по делам изобретении и открытий

УДК 536.521 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. П. Иванов, В, Г. Гусев, М. И. Ахмадинуров, Л. П. Андрианова и В. П. Иванов

Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к области радиационной пирометрии и может быть использовано для измерения температуры нагретых поверхностей по изменению плоскости поляризации отраженного света, в частности для вращающихся объектов.

Известны устройства для измерения температуры вращающихся объектов, содержащие датчик температуры, вращающуюся обмотку, неподвижную обмотку, вращающийся и неподвижный магнитопроводы и регистрирующий прибор.

Такие устройства отличаются значительными габаритами и неудовлетворительной работой при медленных изменениях температуры объекта.

Известно также устройство для измерения температуры вращающихся объектов, отличающееся повышенной чувствительностью и небольшими габаритами части устройства, расположенного на вращающемся объекте, работа которого основана на использовании магнитооптического эффекта Керра. Онэ содержит вращающуюся термопару, вращающиеся обмотку и полый магнитопровод, а также источник плоско-поляризованного света и измеритель угла вращения плоскости поляризации.

В таком устройстве температура вращающегося объекта определяется путем измерения угла вращения плоскости поляризации плоско-поляризованного света, отраженного от вращающегося магнитопровода. Поскольку значение угла фарадеевского вращения ферромагнитных материалов невелико, то при небольших превышениях температуры вращающегося объекта над температурой окружающей среды (холодного спая термопары) величина угла вращения плоскости поляризации мала и чувствительность устройства небольшая.

Целью изобретения является увеличение чувствительности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения температуры объектов, содержащем термопару, обмотку и полый магнитопровод, источник плоско-поляризованного света и измеритель угла вращения плоскости поляризации, на наружную отра. жающую поверхность полого магнитопровода нанесена непоглощающая свет диэлектрическая пленка из материала с коэффициентом преломления света больше единицы, например двуокиси титана.

В качестве источника плоско-поляризованного света может быть использован одночастотный Не — Ne лазер, излучение которого поляризуется линейно (в плоскости).

Изобретение иллюстрируется чертежом.

593083

Устройство содержит термопару 1, расположенную на объекте, которая замкнута на обмотку 2, заключенную в полости магнитопровода 8, выполненного из материала с большим значением угла фарадеевского вращения, Толщина магнитопровода может быть выполнена достаточно небольшой, например в виде магнитной пленки. Диэлектрическая пленка

4, толщина которой равна четверти длины волны плоско-поляризованного света источника 5, нанесена на наружную полированную поверхность полого магнитопровода 8.

Источник 5 плоско-поляризованного света и измеритель б угла вращения плоскости поляризации расположены таким образом, что их оси лежат в одной плоскости с осью вращающейся обмотки 2, а луч 7 плоско-поляризованного света, отражаясь от поверхности магнитопровода 8 и проходя через диэлектрическую пленку 4, падает на измеритель б угла вращения плоскости поляризации.

Устройство работает следующим образом, При отсутствии разницы температур между горячим и холодным спаями термопары I постоянный ток во вращающейся обмотке 2 не протекает. Магнитное состояние материала магнитопровода определяется его спонтан— > ной намагниченностью I и результирующее магнитное поле в магнитопроводе равно нулю.

Луч 7 плоско-поляризованного света проходит через диэлектрическую пленку 4, отражается от полого вращающегося магнитопровода 8, вновь проходит через диэлектрическую пленку 4 и падает на измеритель б угла вращения плоскости поляризации. Поскольку результирующее магнитное поле в полом вращающемся магнитопроводе 8 равно нулю, то вращения плоскости поляризации плоско-поляризованного света не происходит и измеритель б угла вращения плоскости поляризации вращения не регистрирует.

При наличии разности температур между спаями термопары 1 во вращающейся обмотке 2 протекает постоянный ток. Магнитный поток Ф, создаваемый этим током, определяет магнитное состояние вращающегося магнитопровода 8, причем вектор намагниченности материала магнитопровода I параллелен оси вращения обмотки 2. Луч плоско-поляризованного света проходит через диэлектрическую пленку 4 и отражается от поверхности полого вр ащающегося м агнито провода 8. Согласно магнито-оптическому эффекту Керра при отражении луча 7 плоско-поляризованного света от намагниченного материала магчитопровода 8 происходит вращение плоскости поляризации света на угол а, отличный от начального азимута. Величина угла а вра;цения плоскости поляризации определяется как а = Cy,.1, а, = и и, 30 где n — коэффициент преломления материала непоглощающей диэлектрической пленки 4.

35 Таким образом, при изменении разности температур между спаями термопары 1 изменяется ток, протекающий по вращающейся обмотке 2, который изменяет величину намаг— >

40 ниченности I материала полого вращающегося магнитопровода 8. Это приводит к вращению плоскости поляризации плоско-поляризованного света, и значение температуры вращающегося объекта однозначно определяется

45 величиной угла вращения плоскости поляризации а1 от начального азимута.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее термопару, подключенную к обмотке, заключенной в полости магнитопровода, выполненного из материала с большим значением угла фарадеевского вращения, а также источник плоско-поляризованного света и измеритель угла вращения плоскости поляризации, оси которых лежат в одной плоскости с осью обмотки, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью увеличения чувствительности, наружная поверхность магнитопровода

60 токрыта непоглощающей свет диэлектрической пленкой из материала с коэффициентом преломления света больше единицы. где Ск — постоянная Керра;

1 — намагниченность материала магнитопровода 8.

Далее луч плоско-поляризованного света

3 с повернутой на угол а плоскостью поляризации от начального азимута, вновь проходит диэлектрическую пленку 4. При этом из-за возникающего преломления угла вращения благодаря увеличенному по сравнению с воз10 духом коэффициенту преломления и диэлектрической пленки 4, а также интерференции плоско-поляризованного света происходит резкое увеличение угла вращения плоскости поляризации луча света 7. В зависимости от толщины непоглощающей диэлектрической пленки увеличиние угла поворота плоскости поляризации различно и имеет первый (самый большой) максимум при толщине пленки, равный Х/4, где 3, — длина волны плоско20 поляризованного света, Максимальное значение увеличения угла вращения плоскости поляризации непоглощающей диэлектрической пленки 4 пропорционально квадрату коэффициента преломления вещества пленки и.

20 Далее луч плоско-поляризованного света падает на измеритель угла вращения плоскости поляризации, который регистрирует величину угла поворота плоскости поляризации

593083

Составитель В. Зуев

Техред И. Михайлова

Редактор Н. Каменская

Корректор И. Симкина

Тип. Харьк. фил. пред, «Патент»

Заказ 1013/2067 Изд. № 210 Тираж 881 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5