SU821960A1 - Temperature measuring device - Google Patents

Temperature measuring device Download PDF

Info

Publication number
SU821960A1
SU821960A1 SU792725509A SU2725509A SU821960A1 SU 821960 A1 SU821960 A1 SU 821960A1 SU 792725509 A SU792725509 A SU 792725509A SU 2725509 A SU2725509 A SU 2725509A SU 821960 A1 SU821960 A1 SU 821960A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
temperature
sensor
crystal
photocurrent
measuring device
Prior art date
Application number
SU792725509A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Алексеевич Романюк
Алексей Михайлович Костецкий
Владимир Михайлович Габа
Original Assignee
Львовский Ордена Ленина Государственныйуниверситет Им. Ивана Франко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Львовский Ордена Ленина Государственныйуниверситет Им. Ивана Франко filed Critical Львовский Ордена Ленина Государственныйуниверситет Им. Ивана Франко
Priority to SU792725509A priority Critical patent/SU821960A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU821960A1 publication Critical patent/SU821960A1/en

Links

Description

1one

Изобретение относитс  к технике измерени  температуры и может найти применение при измерении температуры в услови х действи  сильных электромагнитных помех.The invention relates to a technique for measuring temperature and may find application in measuring temperature under conditions of strong electromagnetic interference.

Известны устройства дл  измерени  температуры, содержащие источник белого свата, термочувствительный элемент с завис щим от температуры показателем преломлени  и регистратор 1 .Temperature measuring devices are known that contain a source of a white matchmaker, a temperature-sensitive element with a temperature-dependent refractive index, and a recorder 1.

Эти устройства обладают высокой помехозащищенностью, но имеют низкую точность измерений. .These devices have high noise immunity, but have a low measurement accuracy. .

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  температуры, содержащее последовательно размещенные источник монохроматического излучени , два скрещенных линейных пол ризатора, между которыми размещен термочувствительны двулучепреломл ющий кристалл, и-фотоприемник 2.Closest to the invention is a device for measuring temperature, which contains successively placed sources of monochromatic radiation, two crossed linear polarizers, between which are placed a heat-sensitive birefringent crystal, and a photodetector 2.

. Недостатком данного устройства  вл етс  узкий диапазон измер емых температур.. The disadvantage of this device is the narrow range of measured temperatures.

Цель изобретени  - расширение диапазона измер емых температур. .The purpose of the invention is to expand the range of measured temperatures. .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени ,The goal is achieved by the fact that in a device for measuring

температуры, содержащее последовательно размещенные источник монохроматического излучени , два скрещенных линейных пол. ризатора, между которыми размещен термочувствительный двулучепреломл ющий кристалл, и ф6топриемник , введены оптический компенсатор разности фаз, установленный между одним из пол ризаторов и дву0 лучепреломл ющим кристаллом, узкополосный светофильтр, установленный перед фотоприемником, а также нульиндикатор и счетчик импульсов, подключенные к выходу фотоприемника.temperature, containing sequentially placed source of monochromatic radiation, two crossed linear fields. An optical compensator of the phase difference installed between one of the polarizers and a double-refracting crystal, a narrow-band light filter installed in front of the photoreceiver, and a numerical indicator and a pulse array, and a frame, a set of counters, a set of counters, and a set of counters, are set up.

5five

На фиг.1 показана схема устройства; на фиг.2 - характер зависимости интенсивности излучени  на выходе устройства от температуры; на фиг.Зградуировочна  крива  дл  устройст0 ва с двулучепреломл ющей пластинкой из кристалла сингенита.Figure 1 shows a diagram of the device; 2 shows the nature of the dependence of the radiation intensity at the output of the device on temperature; in FIG. A graduation curve for a device with a birefringent plate of syngenite crystal.

Устройство дл  измерюни  температуры содержит источник 1 монохроматического излучени , пол ризато5 ры 2 и 3, датчик 4 (термочувствительный двулучепреломл ющий кристалл), узкополосный светофильтр 5, фотоприемник б, счетчик 7 импульсов, нульиндикатор 8, конденсатор 9 разнос0 ти фаз. Устройство работает следующим образом Параллельный монохроматический световой поток от источника 1 проходит через пол ризатор 2, компенсатор 9, кристаллическую пластинку 4, пол ризатор 3, затем через узкополосный светофильтр 5 попадает на приемник б излучени .Термочувствительный двулучепреломл ющий кристалл , дл  которого установлен начальный минимум фототока, помещают в среду с измер емой температурой, определ ют прирост разности фаз, пр шедшей через термочувствительный элемент световой волны при установленном с помощью компенсатора минимуме фототока, и по предварительной градуировке в координатах температура - разность фа наход т искомую температуру среды; прирост разности фаз, кратный 2к , определ ют по числу минимумов фототока , а оставшуюс  его часть, меньшую , определ ют по разности показаний компенсатора, отвечающих начальному и конечному минимумам фо тотока. Регистрируемую приемником интенсивность света I{t)мoжнo предста ,2 V к 2 вить в виде 3 5Ш S4n , n-«-i a, ili( где k также может  вл тьс : функцией температуры t. Видно, что некоторой величине фототока отвечает набор те ператур (mT+t), где ,+1,+2 ...,Т характерный дл  избранного датчика (кристалл, ориентаци  граней датчика относительно кристаллофизических осей, толщина датчика) интервал тем ператур, при прохождении которого интенсивность света измен етс  в пр делах одного периода. В св зи с эти указанный интервал температур можно условно назвать периодом температур При k const,T4T(t), при (t) пер од Т зависит от температуры. Зависи мость T(t) учитываетс  при градуировке . В этом отношении неудобными могут показатьс  материалы, обладающие в рабочем диапазоне фазовыми переходами, в районе которых, как правило, имеют место значительные температурные аномалич, усложн ющие градуировку и вид градуировочной кривой. В свою очередь, при создании приборов узкоцелевого назначени подобные резкие аномалии могут оказатьс  полезными. Искома температура среды может представлена такими слагаемыми +шТ+ Д +А Л, где t - известна  исходна  темпера тура запуска (настройки) прибора, отвечающа  и га - число минимумов фототока, зарегистрированных при изменении температуры датчика от исходной tg до искомой t; Т - период температуры датчика ( отвечает фазе, кратной 2ft; &tiT- температура, отвечающа  разности показаний компенсатора , установленного на минимум фототока в начальной и конечной стадии измерени  (отвечает фазе, меньшей 211) ;А - посто нна  прибора (угловой наклон пр мой на фиг.З); Д - обусловленна  изменением температуры датчика разность фаз. Чувствительность предлагаемого устройства дл  измерени  температуры зависит от физических свойств кристалла , примен емого дл  изготовлени  атчика, толщины датчика и длины волны используемого излучени . При меньшении периода Т чувствительность озрастает в соответствии с уменьшением цены делени  компенсатора, грауированного в единицах температуры; /N, где Т - период температуры, Nисло делений компенсатора, отвечаюее изменению фазы на 2lt (периоду Т) . В простейшем случае, когда (t) , ЛЯ где учтено, что дл  большинства материалов ./ . .,,91 Таким образом, из формулы (2) следует, что в качестве термочувствительного элемента следует примен ть кристаллы с большой температурной зависимостью двупреломлени , а дл  освещени  использовать источник, излучающий по возможности малую длину волны. Период Т можно уменьшить, увеличива  толщину термочувствительного элемента, однако, при этом возрастает теплова  инерционность датчика и нежелательные градиенты температур . При небольших толщинах датчиков их эффективную толщину можно увеличить путем многократного прохождени  луча в кристаллической пластинке . При использовании компенсатора Берека удаетс  измерить разность фаз до 0,01 полосы, так что точность измерени  температуры равна 0,01 Т. Пример . Датчик изготовлен из кристалла сингенита. Он имеет форtuy пр моугольной плоскопараллельной пластинки размерами 10x10x0,5 мм, вырезанной перпендикул рно остройThe device for temperature measurement contains a source of monochromatic radiation, polarizers 2 and 3, sensor 4 (temperature-sensitive birefringent crystal), narrow-band light filter 5, photodetector b, counter 7 pulses, null indicator 8, capacitor 9 phase difference. The device operates as follows. A parallel monochromatic light flux from source 1 passes through a polarizer 2, a compensator 9, a crystal plate 4, a polarizer 3, then through a narrow-band light filter 5 hits the radiation receiver b. A thermally sensitive birefringent crystal, for which the initial minimum of the photocurrent is set , placed on the medium with the measured temperature, determine the increment of the phase difference transmitted through the temperature-sensitive element of the light wave when the compensation is set using ora minimum photocurrent and preliminary calibration coordinates in temperature - a difference F t Nachod target temperature environment; The increment of the phase difference, a multiple of 2k, is determined by the number of minima of the photocurrent, and the rest of it, the smaller, is determined by the difference in readings of the compensator corresponding to the initial and final minima of the photocurrent. The intensity of light I {t) recorded by the receiver can be represented, 2 V to 2, in the form of 3 5Ш S4n, n - - - ia, ili (where k can also be: a function of temperature t. It is clear that a set of photocurrent corresponds to perturut (mT + t), where, + 1, + 2 ..., T is characteristic of the chosen sensor (crystal, orientation of the sensor faces relative to the crystallophysical axes, sensor thickness) temperature interval, during the passage of which the light intensity changes in one period. In connection with these specified temperature range can be called the period of At k const, T4T (t), at (t), the temperature of T depends on temperature. The dependence T (t) is taken into account during calibration. In this respect, materials with phase transitions in the operating range, in the region of which As a rule, there are significant temperature anomalies, which complicate the calibration and the type of the calibration curve. In turn, such sharp anomalies can turn out to be useful when creating special purpose devices. The required environment temperature can be represented by such terms + wT + D + AL, where t is the initial device startup temperature (settings), which corresponds to and ha is the number of photocurrent minima recorded when the sensor temperature changes from the initial tg to the desired t; T is the sensor temperature period (corresponds to a phase that is a multiple of 2ft; & tiT is the temperature corresponding to the difference in the readings of the compensator set to the minimum of the photocurrent in the initial and final stages of measurement (corresponds to the phase less than 211) D - due to a change in the temperature of the sensor, the phase difference. The sensitivity of the proposed device for measuring temperature depends on the physical properties of the crystal used to make the sensor, the thickness of the sensor and the wavelength used When the period T is shorter, the sensitivity increases in accordance with the decrease in the division value of the compensator graded in temperature units; / N, where T is the temperature period, the number of compensator divisions corresponds to a phase change of 2lt (period T). In the simplest case ( t), where it is taken into account that for most materials ./.. ,, 91 Thus, it follows from formula (2) that crystals with a large temperature dependence of birefringence should be used as a temperature-sensitive element, and for illumination the source for emitting at short wavelength capabilities. The period T can be reduced by increasing the thickness of the temperature-sensitive element, however, this increases the thermal inertia of the sensor and undesirable temperature gradients. With small thicknesses of sensors, their effective thickness can be increased by repeated passage of the beam in the crystal plate. When using a Berek compensator, it is possible to measure the phase difference to 0.01 band, so that the accuracy of the temperature measurement is 0.01 T. Example. The sensor is made of syngenite crystal. It has a fortuy rectangular plane-parallel plate measuring 10x10x0.5 mm, cut out perpendicularly sharp

биссектрисе оптической индикатрисы кристалла. Большие поверхности крис-i таллической пластинки полированы. В качестве источника излучени  использован лазер ЛГ-56 (,8 нм). Приемником излучени  служил фотоэлемент Ф5, был использован стандартный счетчик импульсов и компенсатор Берека. При градуировке устройства кристгшлическа  пластинка помещалась в термокамеру , температура которой контролировалась термопарой. Результаты градуировки показаны на фиг.З, из которой видно, что дл  рассматриваемого датчика (сингенит) разность фаз измен етс  с температурой линейно, так что период Т не зависит .от температуры .bisector of the optical indicatrix of the crystal. Large surfaces of the cris-i plate of the tall plate are polished. An LG-56 laser (, 8 nm) was used as a radiation source. The photocell F5 served as a radiation receiver; a standard pulse counter and Berek compensator were used. When calibrating the device, a crisscale plate was placed in a heat chamber, the temperature of which was controlled by a thermocouple. The calibration results are shown in FIG. 3, from which it can be seen that for the sensor in question (syngenite) the phase difference varies linearly with temperature, so the period T does not depend on temperature.

При высоких температурах, когда становитс  -интенсивность свечени  изучаемого объекта, по ходу лучей следует ставить узкополосный фильтр, пропускающий только излучение примен емого источника излучени . Это уменьшит общий фототок и улучшит контраст интерференционной картины.At high temperatures, when the intensity of luminescence of the object being studied becomes, a narrow-band filter should be placed along the rays, transmitting only the radiation of the applied radiation source. This will reduce the overall photocurrent and improve the contrast of the interference pattern.

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет измер ть температуру в значительно более широком интервале .Thus, the proposed device allows the temperature to be measured in a much wider range.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 1. USSR author's certificate 5 № 590617, кл. G 01 К 11/12, 1976.5 No. 590617, cl. G 01 K 11/12, 1976. 2.За вка Японии 48-13477 IIIE8, опублик.1973 (прототип).2. For Japan 48-13477 IIIE8, published 1973 (prototype). 3, отн. ед3, rel. ed .1 200 tC.1 200 tC
SU792725509A 1979-02-16 1979-02-16 Temperature measuring device SU821960A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792725509A SU821960A1 (en) 1979-02-16 1979-02-16 Temperature measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792725509A SU821960A1 (en) 1979-02-16 1979-02-16 Temperature measuring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU821960A1 true SU821960A1 (en) 1981-04-15

Family

ID=20810558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792725509A SU821960A1 (en) 1979-02-16 1979-02-16 Temperature measuring device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU821960A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5249865A (en) * 1992-04-27 1993-10-05 Texas Instruments Incorporated Interferometric temperature measurement system and method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5249865A (en) * 1992-04-27 1993-10-05 Texas Instruments Incorporated Interferometric temperature measurement system and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4374328A (en) Photoluminescent indicator
EP0142270B1 (en) Optical fibre thermometer and method of measuring temperature
GB2113837A (en) Fibre optic temperature sensor
SU821960A1 (en) Temperature measuring device
US3424531A (en) Distance measuring instrument using a pair of modulated light waves
Grattan The use of fibre optic techniques for temperature measurement
SU807079A1 (en) Polarization-optic device for measuring temperature
SU499508A1 (en) Temperature measuring device
SU742725A1 (en) Method of measuring absolute temperature in transparent isotopic media
US11815404B2 (en) High accuracy frequency measurement of a photonic device using a light output scanning system and a reference wavelength cell
US20230304871A1 (en) Temperature measurement system and method using multimode of an optical resonator
SU1015270A1 (en) Device for measuring rotating object parameters,primarily temperature,speed and radial run-outs
SU773484A1 (en) Dew point hygrometer
SU1076777A1 (en) Heat flux measuring method
SU1055976A1 (en) Device for measuring temperature
SU706717A2 (en) Piezooptical dynamometer
SU1663453A1 (en) Temperature measuring device
SU682801A1 (en) Apparatus for measuring optical properties of materials
SU566150A1 (en) Dylatometric temperature sensor
SU658411A1 (en) Arrangement for measuring the difference in optical path in fabry-perot standard
UA140611U (en) DEVICE FOR OPTICAL TEMPERATURE MEASUREMENT
RU1820212C (en) Method of distance measurement
SU478201A1 (en) Optical temperature measurement method
SU1513377A1 (en) Optical meter of pressure
Stepanyak et al. Device for measuring the temperature of rotating objects