SU1617310A1 - Волоконно-оптический пороговый датчик температуры - Google Patents
Волоконно-оптический пороговый датчик температуры Download PDFInfo
- Publication number
- SU1617310A1 SU1617310A1 SU884459712A SU4459712A SU1617310A1 SU 1617310 A1 SU1617310 A1 SU 1617310A1 SU 884459712 A SU884459712 A SU 884459712A SU 4459712 A SU4459712 A SU 4459712A SU 1617310 A1 SU1617310 A1 SU 1617310A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- temperature
- sensitive element
- sensor
- sensitivity
- gap
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к оптике, в частности к области измерени температуры с помощью оптических средств, и может быть использовано в системах дистанционного контрол . Цель изобретени - повышение чувствительности датчика. Повышение чувствительности датчика, содержащего источник излучени , входной волоконный световод, термочувствительный элемент, выходной волоконный световод, фотоприемник и схему регистрации, достигаетс выполнением термочувствительного элемента с оптимальным зазором, заполненным материалом, обладающим фазовым переходом в диапазоне чувствительности датчика ΔТ.Оптимальна величина зазора α определ етс достижением выражени ΔТ/[Τж .(D)-Rк(D).√Τж(D)+δк(D)]/2 минимального значени при данном значении D. Затем Τж и Τк - функции пропускани термочувствительного элемента в жидком и в кристаллическом состо ни х соответственно. 1 ил.
Description
Изобретение относитс к оптике, а частности , к регистрации температуры с помощью оптических средств, и может быть использовано, например, в системах дистанционного контрол .
Цель изобретени - повыщение чувствительности датчика.
На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.
Источник 1 излучени оптически св зан с входным волоконным световодом 2. Между выходным торцом входного волоконного световода 2 и входным торцом выходного волоконного световода 3, установленными на рассто нии d друг от друга, определ емом из уравнени , представленного в формуле изобретени , помещаетс термочувствительный элемент 4 из материала, обладающего фазЬвым переходом в диапазоне чувствительности датчика. Термочувствительный материал полностью заполн ет.зазор между торцами волноводов. Выходной волокон- ный световод 3 оптически св зан с фотопри- емником 5, соединенным со схемой 6 регистрации. Может быть реализован и датчик отражательного типа. В этом случае величина зазора d, определ ема из приведенного уравнени , должна быть уменьшена в 2 раза.
Устройство работает следующим образом .
Излучение источника 1 излучени вводитс во входной волоконный световод 2 и далее поступает на термочувствительный элемент 4, представл ющий собой материал , испытывающий фазовый переход. При
XJ
u
температуре выше температуры фазового перехода термочувствительный материал i находитс в жидком изотропном состо ни;1 I и обладает высокой прозрачностью с функ- I цией пропускани Тж ( d )При температуре I ниже температуры фазового перехода тер- I мочувствительный материал элемента 4 находитс в кристаллическом состо нии с функцией пропускани Тк (d).
Переход из жидкого состо ни в кристаллическое сопровождаетс резким увеличением рассе ни и поглощени излучени в термочувствительном материале , что приводит к уменьшению доли оптической мощности, поступающей в выходной волоконный световод 3. Изменение оптической мощности на выходе выходного световода регистрируетс фотоприемником 5, сигнал которого поступает на схему 6 реги- ..
Дл достижени минимального порога чувствительности датчика зазор d между торцами волоконных световодов должен быть таким, чтобы при этом выражение
VrbTdl д -f- принимало минимальное значение,
1т W
Здесь в линейном приближении 5 г ... Тж ( d )-тк (d)
TTW;AT
где AT - температурный интервал фазового перехода термочувствительного материала , а функци Го (d) определ етс
rж(d)-Ьrк(d} выражением .
Волоконные световоды юстируютс и устанавливаютс так, чтобы толщина зазора между выходным торцом входного волоконного световода и входным торцом выходного волоконного световода была оптимальной и величина ее определ лась из уравнени , приведенного в формуле изобретени . В зазоре располагаетс термочувствительный элемент . В качестве термочувствительного элемента может использоватьс парафин {смесь предельных углеводородов СпН2п+2). Величина оптимального зазора в зтом случае получаетс примерно равной 140 мкм.
При практической реализации конструкции датчика фазовый переход парафина из кристаллического состо ни в жидкбе происходит в узком интервале температур 0,6°С при достижении температуры фазового перехода То-45°С. При этом функци пропускани датчика пороговым образом мен етс , и минимум порога чувствительности датчика по уровню дробового шума составл ет величину, равную 0,9 10 °С. Датчик может быть использован как датчик предельного нагрева на То 45°С. Может быть реализован также датчик, в качестве термочувствительного элемента которого
примен етс вода. Величина оптимального зазора составл ет дл датчика с таким термочувствительным элементом величину d 200 мкм. Функци пропускани в интервале температур шириной АТ 0,3°С резко уменьшаетс , и порог чувствительности такого датчика по уровню дробовых шумов равен 0,7..
Устройство может найти широкое применение как датчик обмерзани , например,
Claims (1)
- в лини х высоковольтных передач. Формула изобретени Волоконно-оптический пороговый датчик температуры, содержащий оптически св занные между собой источник излуче . ни , входной волоконный световод, термочувствительный элемент, выходной волоконный световод и фотоприемник с подключенной к его выходу схемой регистрации, причем термочувствительный элемент выполнен из материала, обладающего фазовым переходом в диапазоне чувствительности датчика и заполн ющего зазор между торцами входного и выходного волоконных световодов , отличающийс тем, что с цельюповышени чувствительности датчика, величина зазора d между торцами входного и выходного волоконных световодов, заполненного материалом термочувствительного элемента, выбрана из услови , что выражениеAT-V1/2 Tж(d)-ЬTк(d)/ (d)-rк(d)имеет минимальное значение, где АТ - температурный интервал фазового перехода материала термочувствительного элемента rx(d)nTK(d)- функции пропускани материала термочувствительного элемента надлине волны излучени источника при заполнении зазора размером d соответственно жидкой и кристаллической фазой материала.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884459712A SU1617310A1 (ru) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | Волоконно-оптический пороговый датчик температуры |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884459712A SU1617310A1 (ru) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | Волоконно-оптический пороговый датчик температуры |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1617310A1 true SU1617310A1 (ru) | 1990-12-30 |
Family
ID=21389382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU884459712A SU1617310A1 (ru) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | Волоконно-оптический пороговый датчик температуры |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1617310A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2527308C1 (ru) * | 2012-12-27 | 2014-08-27 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" | Волоконно-оптический измеритель температуры |
-
1988
- 1988-07-13 SU SU884459712A patent/SU1617310A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| WindhornT.H., CainC.A. Optically Active Bynary Ziguid Crystal Thermometry. IEEE Trans. On Biomedical engineering, 1979, v. BME -26. Ns3, p. 148. Авторское свидетельство СССР № 151846, кл. G 01 К 11/12, 1962. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2527308C1 (ru) * | 2012-12-27 | 2014-08-27 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" | Волоконно-оптический измеритель температуры |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5560712A (en) | Optical systems for sensing temperature and thermal infrared radiation | |
| US5302025A (en) | Optical systems for sensing temperature and other physical parameters | |
| US5004913A (en) | Remote measurement of physical variables with fiber optic systems - methods, materials and devices | |
| US4986671A (en) | Three-parameter optical fiber sensor and system | |
| US5493629A (en) | Liquid core heat exchangers for fiber optic sensing and method using same | |
| US4201446A (en) | Fiber optic temperature sensor using liquid component fiber | |
| US5191206A (en) | Distributed fiber optic sensor using clad material light backscattering | |
| US4302970A (en) | Optical temperature probe employing rare earth absorption | |
| GB8801807D0 (en) | Biological sensors | |
| US4689483A (en) | Fiber optical temperature measuring apparatus | |
| DE3376759D1 (en) | Optical sensor | |
| WO1998058285A1 (en) | Integrated optical waveguide system | |
| SU1617310A1 (ru) | Волоконно-оптический пороговый датчик температуры | |
| US4338516A (en) | Optical crystal temperature gauge with fiber optic connections | |
| US4515474A (en) | Method and apparatus for determining peak temperature along an optical fiber | |
| Salour et al. | Semiconductor-platelet fibre-optic temperature sensor | |
| JP3071645B2 (ja) | 屈折率センサ | |
| SU932285A1 (ru) | Устройство дл измерени температуры | |
| JP3071649B2 (ja) | 全反射型屈折率センサ | |
| SU1508170A1 (ru) | Оптико-волоконный термоанемометр | |
| SU499508A1 (ru) | Устройство дл измерени температуры | |
| RU2008630C1 (ru) | Волоконно-оптический датчик температуры | |
| Nissila et al. | Thermal characteristics of optical delay in fibers used in pulsed laser rangefinding | |
| GB2262983A (en) | Sensing techniques using phase modulation | |
| SU1631316A1 (ru) | Устройство для измерения тем'цературы нагретого тела |