SU746207A1 - Method and apparatus for remote temperature measuring - Google Patents

Description

746207746207

чёской система, от зажёнкый; свёт поттайаёт на систему цветовых фильтров и фб ЪД5§тёктс1рбв,Сигналы с Дёфёкторов поступают в преобразоваТ ё; йа BHkofle kbfopcro пройзвбд тс  электрические сигналы, пропорцШнальные измер емой величине, выраженные ,-в трех1 ветншс 9}т:ё:т уhuman system, from zazhenky; light pottayat on the system of color filters and FB D5 Gtekkt1rbv, Signals from the Defectors are received in the transform; ya BHkofle kbfopcro projvsbd ts electrical signals, proportional to the scaling measured value, expressed, in three winds 9} t: e: t y

X, у, 2. Выхода пр еобраз ов ат ел   соеди1р1ёныС сетью линейных преобразова- телей , которые выдают на выходы сигналы , например, напр жени , пропор 13 ирнальные откорректированным трех lUBefMaKi ;элё1мёнтам. Ни йыХйре TaRtfJb устройства могут буть установлёнй ka,k блок индикации, так и новый блок обработки трехцветных координат , например, в температуру поверхности измер емого объекта.X, y, 2. The outputs of the signals are connected to a network with a network of linear transducers that provide signals to the outputs, for example, voltage, is 13 radially corrected three lUBefMaKi; Neither TaRtfJb device can be installed ka, k display unit, and a new unit processing three-color coordinates, for example, at the surface temperature of the measured object.

Однако такой способ измерени  температуры при помс ци жидкокристалЙйЧёскйх тёрмойндикатороч Вуй ::Шеть р1Щ сЩесТвенных недостатков, к йим ОТйЬЬ тей -; натф-ййер, -сложйоетгв; Ш- ; ЙтёШ трвхцв Т:йых фйльт ров недостаточна  термостабильность фотоэлектрического детектора , непосто нство спектральной характерйстйки источни ка с вета .- . . Все это приводит к сложности коррекции спектральной чувствительности системы фотодетектора - фильтра, 1г.еу спектральной чувствител1 ности всего устройства.However, such a method of measuring the temperature in the case of the liquid crystal display of the Wuy :: Microdischarge screen Wui :: DIAGNOSTIC DEVIENCES; natf-yyer, -complexity; W-; Thermal stability of the T-filter: the thermal stability of the photoelectric detector is insufficient, and the spectral characteristic of the source is not sufficient. . All this leads to the difficulty of correcting the spectral sensitivity of the photodetector-filter system, the first-order spectral sensitivity of the entire device.

Наиболее близким по технической СУИ1.НОСТИ  вл етс  способ дистанци онногр измерени  температуры, заклю ающнйс  в Ьпрёдёлёвгйи положени  спектральной полосы установленногЬ на объекте Термойндуктора и нахождении температуры пь температурноспектральной характеристике термоиндуктора при наблюдении его сквозь интерференционный клиновидный светофильтр . Дл  повышени  точностей и з йерени  температуры на заднюю стенк термои едикагор нанос т кднтрастный рисунок (миру) и интерференционный клиновидный светофильтр перемещают относительно диафраггла, огра ййчйвающёй спектральную область фйлlrfSsrrГff бЖrcna ( го ровпадает по ширине с полосой пропусзкани  термоиндикатора Si . . Этот способ зйачитёльно прседе способа определени  температуры, св занного с применением устройств определени  трехцветных координат ё Шщгйе о Г1Ш шв 1 йй от шшадшс;; п 5вёрхностёЙ,нО г-Ьчной ё йёвй jOKS K otpct дол - , ми градуса, в то 1грём  как жгщко- кристаллические термоиндйкаторы могут о(5еспечить такую точность при визуальном способе йзмёрё JpHTr - -- - --- ::::-:--: .-----:--:The closest in technical solution is the method of remotely measuring temperature, determining the position of the spectral band installed on the Thermo-inductor object and finding the temperature and temperature spectral characteristic of the thermal inductor when it is observed through an interference wedge-shaped light filter. In order to increase the accuracy and temperature of the rear wall, the thermoelectric camera is applied to a contrast picture (a world pattern) and an interference wedge-shaped light filter is moved relative to the diaphragm, which limits the spectral region of the 4lrf Ssr-Gff bZrcna (which is the same as the cover of the templates, and the area of the patterns and determination of the temperature associated with the use of devices for determining the three-color coordinates Ё Шшгйе о Г1Ш шв 1 йй from step ;; п 5хверхтёю, НО г-:45 ё ййй jOKS K otpct dol -, mi degree At the 1grom how zhgschko- crystalline termoindykatory can about (5espechit such precision in a visual way yzmoro JpHTr - - - --- :::: -: -: .-----: -:

Целью изобрёТёнй  ЕвЛ ё Т ; ;Т1ШШаёниё точности измерени  температур.The purpose of the inventions Evl e T; ; T1ShShayo temperature measurement accuracy.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что избирательно отраженный от жидкокристаллического термоиндикатора свет подвергают вторичному отражению от аналогичного термоиндикатОра , спектр отражени  которого Шнйют во времени от исходного значени  до совпадени  спектров и измер ют , врем  изменени  спектра , пропорциональное температуре.This goal is achieved by selectively reflecting light from a liquid crystal thermal indicator to re-reflect from a similar thermal index, whose reflection spectrum is snooze in time from the initial value until the spectra coincide and measure the time of spectral change proportional to temperature.

Спектральна  область про влени  гермохромных свойств жидких кристаллов зависит,, от шага Р геликробразЙб упор доченной структуры.жидкого кристалла. Рассеиваемое излучёние жидкого кристалла, т. е. длина отраженной волны, удовлетвор ет следующему соотношению:The spectral region of the manifestation of the hermochromic properties of liquid crystals depends on the pitch P of the helicobrase of the ordered structure of the liquid crystal. The scattered radiation of a liquid crystal, i.e. the length of the reflected wave, satisfies the following relation:

:  :

где./ - средний показатель преломлени  жидкого кристалла в направлении оптической оси. Поскольку шаг сильно зависит от температуры, функцией температуры  вл етс  и,д.. Ширина спектра света/ отражаемого жидкокристаллйческой структурой обычно составл ет 200 А при освещении структуры белым светом. Спектр видимого света занимйет промежуток от 3800 до 7800 Аwhere. / is the average refractive index of the liquid crystal in the direction of the optical axis. Since the pitch is highly temperature dependent, the function of temperature is i, e. .. The width of the light / reflected spectrum of the liquid crystal structure is typically 200 A when the structure is illuminated with white light. The spectrum of visible light occupies a gap from 3800 to 7800 A

т.е. ширина полосы видимого света , равна 4000 А. Если жидкокристаллический индикатор перекрывает диапазон видимого света за 1°С (ширина мезрфазы , то од;евидно, что при разрешении 4 Д 200 А, можно.получить погрешность измерени  температурыthose. the width of the band of visible light is 4000 A. If the liquid crystal indicator covers the range of visible light beyond 1 ° C (the width of the mezphrase is one; it is obvious that with a resolution of 4 D 200 A, it is possible to obtain an error in the measurement of temperature

О,. Выбира  ширину зоны мезофазы жидкбго кристалла от 10°С до 0,1С,мОжйо мен ть погрешность измерени  температура от 0,5 до 0,.ABOUT,. Selecting the width of the liquid crystal mesophase zone from 10 ° C to 0.1 ° C, you can change the measurement error temperature from 0.5 to 0.

Следует отметить, что при последовательном отражении от двух поверхностей термоиндикаторов полоса отраженвого света может быть доведена до 20 А, хот  при этом будет определен7 нов ослабление отраженного сигнала. В таких случа х погрешность измере:ни  температуры практически может быть снижена уже при .одноградусном |те1 мойндикатрре до О, О О 5° с. Погреш; ноет ь может быть еще ме н ьше и пр и использовании термоиндикаторов с более узкой шириной мезофазы. Дл  большинства же практических измерений приемлема погрешность 0,1 С.. Как следует из вышесказанного, с помощью термоиндикаторрв холестерического типа можно измер ть температуру с погрешностью около 0,001 С. Изобретение по сн етс  чертежом. Устройство дл  осуществлени  способа содержит источник белого света 1, оптически св занный с жидкокристаллическим термойндикатором 2, который крепитс  .на объекте измерени  3, жйДкокристсШлический термоиндикатор 4, оптически св занный с термойндикаторЪм . 2 и фбтоприемнйком 5, блок перестройки спектра отражени  б.It should be noted that in case of successive reflection from two surfaces of thermal indicators, the band of reflected light can be increased to 20 A, although the attenuation of the reflected signal will be determined. In such cases, the measurement error: neither the temperature can practically be reduced even at a single degree temperature to O, O O 5 ° C. Sin; But it can be even smaller and even the use of thermal indicators with a narrower mesophase width. For most practical measurements, an error of 0.1 C is acceptable. As follows from the above, using a cholesteric-type temperature indicator, you can measure the temperature with an error of about 0.001 ° C. The invention is shown in the drawing. An apparatus for carrying out the method comprises a white light source 1, optically coupled to a liquid crystal thermal indicator 2, which is mounted on measurement object 3, a live crystal thermal indicator 4, optically coupled to a thermal indicator screen. 2 and Fiber Acceptance 5, Reflection Spectrum Tuning Unit b.

термически св занный с термоиндикатором 4 и электрически с блоком управлени  измерени ми 7, который электрически св зан с фотоприемником 5 и блоком считывани  8.thermally coupled to the heat indicator 4 and electrically to the measurement control unit 7, which is electrically connected to the photodetector 5 and the reading unit 8.

Работа устройства осуществл етс  следующим образом.The operation of the device is as follows.

Свет источника 1 света освещает жидкокристаллический термоиндикатоLight of light source 1 illuminates liquid crystal thermoindicato

2,наход щийс  на объекте измерений2 located on the measurement object

3.Под воздействием температуры объекта 3, жидкокристаллический термоиндикатор 2 приобретает определенный хшеКтр отражени , соответствующий определенной температуре объекта. Селективно отраженный свет от жидкокристаллического термоиндикатора 2 падает на аналогичный жидкокристаллический термоиндикатор 4. При включении устройства на измерение с блока 7 поступает команда одновременно на блок б и блок 8.3.Under the influence of the temperature of the object 3, the liquid crystal temperature indicator 2 acquires a certain reflection hsr corresponding to the specific temperature of the object. Selectively reflected light from the liquid crystal thermal indicator 2 falls on a similar liquid crystal thermal indicator 4. When the device is switched on, the measurement from block 7 receives a command simultaneously on block b and block 8.

Блок 8 начинает отсчет времени. Блок 6 измен ет во времени спектр отражени  жидкокристаллического термоиндикатора 4, начина  с некоторого исходного состо ни . При совпадении спектров отражени  жидкокристаллических термоиндикаторов 2 и 4 на входе фотоэлемента 5 по вл етс  сигнал, который поступает в блок 7, Блок 7 одновременно подает команду на блоки б и 8. Блок б прекращает воздействие на жидкокристаллический термоиндикатор 4, а блок 8 останавливает отсчет времени и преобразует это врем  в отсчет температуры. Исполнительным органом блока б дл  изменени  спектра жидкокристаллического термоиндикатора 4 может служить термоэлемент, температура которого может измен тьс  в широких пределах, например, термобатаре  Селен.Block 8 starts counting time. Block 6 changes over time the reflection spectrum of the liquid crystal temperature indicator 4, starting with some initial state. When the reflection spectra of the liquid crystal thermal indicators 2 and 4 coincide, a signal appears at the input of the photocell 5, which enters block 7, block 7 simultaneously commands the blocks b and 8. Block b stops affecting the liquid crystal heat indicator 4 and block 8 stops timing and converts this time into a temperature reading. The executive unit of the unit b for changing the spectrum of the liquid crystal temperature indicator 4 can be a thermocouple, the temperature of which can vary over a wide range, for example, a Selenium thermopile.

Использование способа дистанционного измерени температуры жидкими кристаллами обеспечивает по .сравнению с существующими способами следующие преимущества: - исключает сложную оптическую систему, не требует многозвенных фильтров, что позволит создать технологичное в изготовлении и простое в эксплуатации устройство;Using the method of remote temperature measurement with liquid crystals provides, in comparison with existing methods, the following advantages: - eliminates a complex optical system, does not require multi-stage filters, which will make it possible to create a device that is easy to manufacture and easy to operate;

- позвол ет использовать дешевые, обладающие малой теплоемкостью и- allows the use of low cost, low heat capacity and

высокой разрииающей способностью термоиндикаторы;high thermal capacity indicators;

- позвол ет создать измерительное устройство температуры с погрешностью измерени  температуры около 0,0б1с.- allows you to create a temperature measuring device with an error of temperature measurement of about 0,0b1s.

Claims (3)

1. Способ дистанционного измерени  температуры, заключающийс  в определении положени  спектральной полосы установленного на объекте термоиндикатора и нахождении темпераТу ы по температурно-спектральной характеристике термоиндикатора, отличающийс  тем, что, с целью повьаиени  точности измерени  температура, избирательно отраженный1. A method of remote temperature measurement, which consists in determining the position of the spectral band of a thermal indicator installed on an object and finding the temperature according to the temperature-spectral characteristic of the thermal indicator, characterized in that, in order to measure the accuracy of the measurement, the temperature selectively reflected от жидкокристаллического термоиндикатора свет подвергают вторичному отражению от аналогичного термоиндикатора , спектр отражени  которого мен ют во времени от исходного значени  до совпадени  спектров и измер ют from a liquid crystal thermal indicator, light is subjected to secondary reflection from a similar thermal indicator, the reflection spectrum of which varies in time from the initial value to coincidence of the spectra and is measured врем  изменени  спектра, пропорциональное температуре.time of spectral change proportional to temperature. 2. Устройство дл  реализации способа по п,1, содержащее источник белого света, оптически св занный, с2. An apparatus for implementing the method of claim 1, comprising an optically coupled white light source, термоинднкатором, и фотоприемник, о т л и ч -а ю щ е е с   тем, чтов него введены второй аналогичный термоиндикатор, оптически св занный с фотоприемником, блок перестройкиa thermal indicator, and a photodetector, which is the second thermal indicator, optically coupled to the photodetector, the tuning unit спектра отражени  второго термбиндккатора , содержащий термоэлемент,блок управлени  и блок считывани , причем оба термоиндикатора выполнены жидко- кристаллическими и оптически св заны между собой, а блок управлени  соединен с блоком считывани , фотоприемником и блоком перестройки спектра отражени  второго термоиндикатора .the reflection spectrum of the second thermincorer containing the thermoelement, the control unit and the readout unit, both thermal indicators are made of liquid crystal and optically interconnected, and the control unit is connected to the reading unit, photoreceiver and the reflectance tuning unit of the second thermal indicator. Источники информации,Information sources, прин тые во внимание при экспертизеtaken into account in the examination 1.Приборы и системы управлени , № 3, 1974, с.40.1. Devices and control systems, No. 3, 1974, p.40. 2,Патент Франции № 2231958, кл. G 01 J 3/48.2, Patent of France No. 2231958, cl. G 01 J 3/48. 3. Авторское свидетельство СССР 445853, кл. G 01 J 3/00, 1974 (прототип).3. USSR author's certificate 445853, cl. G 01 J 3/00, 1974 (prototype).