SU917004A1 - Устройство дл измерени температуры - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к температурным измерени м и может быть использовано дл  контрол  температурй при наличии в измер емой области НЧ-, ВЧ- или СВЧ-электромагнитных полей.

Известно устройство дл  измерени  температуры, работа которого 6с-. нована на использовании магнитооптического эффекта Керра. Температура объекта, измер ема  с помощью та- кого устройства, определ етс  величиной угла вращени  плоскости пол ризации света, отраженного от намагниченного материала магнитопровода размещенного на контролируемом обьт акте 1.

Наличие в указанном устройстве провод щих и магнитных материалов делает его чувствительным к электромагнитным ВЧ-, СВЧ- и НЧ-пол м и к посто нному магнитному полю, что уменьшает точность измереьА1 .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство дл  измерени  температуры, содержа щее источник плоскопол ризованнога света, фотоэлектрический измерительный блок, состо щий из компенсатора.

модул тора, анализатора и фотоприемника , и расположенный между источНИКОМ света и измерительным блоком термочувствительный элемент, выпол-. ненный из одноосного кристалла, вырезанного параллельно главной оптической оси с ориентацией главных направлений кристалла под углом 45 к плоскости пол ризации падающего света и главным направлени м компенсатора фотоэлектрического блока.

Работа указанного устройства ос нована на использовании зависимости двулучепреломпени  одноосного кристалла от температуры.При прохождении через одноосный кристалл плоскопол ризованный свет преобразуетс  в эллиптический пол ризованный.Эллиптичность прошедшего через кристалл света, однозначно св занна  с его температурой , измер етс  компенсатором и преобразуетс  в электрический сигнал фотоприемника 2,

Недостатком данного устройства  вл етс  необходимость точной ориентировки термочувствительного кристалла относительно осей компенсатора и источника плоскопол ризованного све .та, 4Tq усложн ет измерение температуры и значительно снижает точность измерени  в услови х вибрации. При Изменении температуры объекта разни ца в тепловом расширении термочувс вительного кристалла и элементов е креплени  может привести к нарушению точной рриентировки кристалла, что увеличивает погрешность измере температуры. Кроме того, наличие двух подвиж ных элементов - компенсатора и ана лизатора, в измерительной системе усложн ет устройство. Цель изобретени  - повьпцение точ ности измерени  в услови х электромагнитных полей и вибрации, а также увеличение чувствительности при одновременном упрощении конструкции устройства. Указанна  цель, достигаетс  тем. что в устройстве дл  измерени  тем-пературн , содержащем источник плоск пол ризованного света, монокристаллический термочувствительный элемен и фотоэлектрический измерительный блок, термочувствительный элемент выполнен из оптически активного кри талла дифосфида или дифосфада кадми . Оптическа  активность кристаллов дифосфида цинка ZnP или дифосфида кадми  CdPj про вл етс  при прохожДании света вдоль главной оптической оси кристалла и любые сдвиги термочувствительного элемента вокруг ости не вли ют на угол поворота плоскости пол ризации проход щего света. Это упрощает юстиров-ку устройства , повышает его устойчивость к вибраци м и сдвигам, обусловленным , например разницей в термическом расширении деталей держател  термочувствительного эпеме та, В данном устройстве свет, после прохождени  дерев термочувствительный кристалл, измен ет плоскость своей пол ризации, но остаетс  при этом плоскопол ризованным, поэтому отпадает необходимость в компенсаторе , преобразующем эллиптически пол ризованный свет в плоскопол ризованный , 4fo упрощает конструкцию устройства, уменьшает число под вижных деталей в нем и тем самым по вышает его надежность. При большом удельном сопротивлен ( Ю Ом/см) термочувствительна  пластина из ZnP или CdPj не будет нагреватьс  ВЧ- и СВЧ-полем, что позвол ет использовать данное устройство дл  измерени  температуры в зоне действи  этих полей,а отсутствие подвод щих проводов делает его устойчивым к низкочастотным электро магнитным наводкам и тем самым позвол ет использовать устройство дл  измерени  температуры токоведущих частей электрических машин. На чертеже приведена схема устройства дл  измерени  температуры. Устройство содержит источник: плоскопол ризованного света 1, например лазер, термочувствительный элемент 2, представл ющий собой расположенную в зоне измерени  кристаллическую пластинку, оптическа  активность которой измен етс  с температурой и фоточувствительный измерительный блок, состо щий из анализатора 3 и фотоприемника 4. Работа устройства основана на свойстве оптически активных кристаллов ZnPj и CdP мен ть свою оптическую активность с изменением температуры , причем зависимость вращательной способности плоскости пол ризации от температуры  вл етс  линейной . При прохождении плоскопол ризованного света через термочувствительный элемент 2, расположени  в зоне изменени  температуры, свет измен ет плоскость своей пол ризации на некоторый угол относительно первоначального азимута. Величина вращени  плоскости пол ризаций св зана с температурой термочувствительного элемента следующим соотношением: +)3T)-S; где АО удельна  оптическа  активность вещества при -С- толщина пластинки термочувствительного элемента; |3- температурный коэффициент оптической активности; Ж - температура, С. Угол поворота плоскости пол ризации измер етс  фотоэлектрическим блоком, проградуированным по температуре . Величина |3 дифосфида цинка составл ет 2, 3 см К дл  света волны 600 нМ в Температурном интервале 300-700 К; величина Э лл  дифосфида кадми  - 5.74 .нл  света с длиной волны 612 НМ в температурном интервале 300-500 К, Температурный диапазон измерени , практически неограниченный в области низких температур , в области высоких температур ограничен точкой испарени  дл  CdP, и температурой 575 К дл  ZnPa. Выполне|ние в .данном устройстве термочувс11вительног.о элемента из оптически активных кристаллов позвол ет использовать, изобретение при измерени х температуры с высокой точностью в услови х ВЧ-, СВЧ- и НЧэлектромагнитных полей и вибрации, л  контрол  темпёратуры живых ткаей при лечений опухолей СВЧ-прогрёвом , дл  измерений в объемах, где атруднен или нежелателен вывод элекрических П1ЭОВОДОВ, например, в вауумных камерах.

Чувствительность .предлагаемого устройства благодар  применению оп тически активных кристаллов с большим термическим коэффициентом удельной оптической активности повышаетсй до 1СГЧ С.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 608064, КЛ.G 01 К 13/08, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР MS 499508, КЛ. G 01 К 11/00, 1973.

Г

о h

L..I

-