Датчик температури і тривалості роботи

Датчик температури і тривалості роботи, що містить корпус, оптично зв'язані джерело випромінювання, фотоприймач, активний елемент, виконаний із халькогенідного склоподібного напівпровідника, який відрізняється тим, що активний елемент виготовлений у вигляді полірованої плоскопаралельної пластини або товстої плівки, напиленої із об'ємного халькогенідного склоподібного напівпровідника (GеS2)х(М2S 3)1- х, де М-Ві, Sb при 3 36532 4 Відомий пожежний датчик [3], що містить джедо активного елементу і мають дзеркальну внутрело випромінювання, лінію передачі випромінюрішню поверхню. вання у контролюючий простір у вигляді секцій Датчик температури і тривалості роботи за світловоду, у розривах між секціями якого розмізміною показника заломлення об'ємного халькогещені непрозорі муфти з термоіндикаторним скланідного склоподібного напівпровідника в залежнодом та приймач випромінювання. Даний пожежний сті від інтенсивності світла, що проходить крізь датчик містить оптичний світловод і з'єднувальні нього, дозволяє реєструвати градієнт температури муфти з термоіндикаторним складом, що ускладабо в залежності від температури нагрівника донює конструкцію датчика та приводить до знижензволяє реєструвати тривалість роботи пристроїв в ня надійності в процесі експлуатації. Він також не умовах підвищеної дії електромагнітних полів, іонізабезпечує збереження даних при припиненні розуючих випромінювань і хімічно-активних середоботи у контрольованому середовищі або знеструвищ із одночасним запам'ятовуванням максимамлені. льного значення зміни показника заломлення. Найближчим за технічною суттю аналогом, На Фіг.1 наведена схема датчика температури який вибрано в якості прототипу, є волоконноі тривалості роботи: оптичний датчик температури [4], що містить опти1 - корпус; 2 - робочий елемент; 3 - активний чно зв'язані джерело випромінювання, фотоприйелемент; 4 - нагрівник; 5 - вхідне вікно, виконане у мач, перший і другий проміжний світловод, а інвигляді вузькосмугового світлофільтра з максимутерферометр виконаний як багатошаровий мом довжині хвилі пропускання, яка змінює показсвітловод із халькогенідних склоподібних напівник заломлення активного елементу; 6 - вихідне провідників, в якому на поверхню світловідбиваювікно; 7 - джерело випромінювання; 8 - фотоприйчого покриття одномодової серцевини, показник мач. заломлення якої не залежить від температури, Датчика температури і тривалості роботи при нанесено світлопровідну оболонку з температурвимірюванні тривалості роботи пристроїв працює но-чутливим показником заломлення. наступним чином. Недоліком даного волоконно-оптичного датчиСвітловий потік від джерела 7 випромінювання ка є складність опрацювання інтерференційної крізь вхідне вікно, виконане у вигляді вузькосмугокартини, що одержується при накладанні сигналів, вого 5 світлофільтра з максимумом довжині хвилі які пройшли крізь оптичні канали при вимірюванні пропускання, яка змінює показник заломлення градієнта температури, вузький діапазон вимірюактивного 3 елемента, падає на бокову дзеркальну вань внаслідок використання тонких плівок, виміповерхню корпуса 1 і спрямовується перпендикурювання тільки одного параметра фізичної велилярно на активний 3 елемент, розміщений разом з чини та відсутня можливість збереження стану нагрівником 4 на робочому 2 елементі. Показник датчика при припиненні роботи у контрольованому заломлення активного 3 елемента чутливий до середовищі або знеструмлені. інтенсивності світла від джерела 7 випромінюванЗавданням корисної моделі є розширення фуня, яке пройшло крізь вузькосмуговий 5 світлонкціональних можливостей датчика, шляхом виміфільтр і викликає ефект фотопотемніння активнорювання зміни температури і тривалості роботи го 3 елементу. Таким чином, активний З елемент одним датчиком, підвищення його чутливості, заприводиться в стан з мінімальною пропускною пам'ятати максимальне значення зміни показника здатністю (режим І) і після цього готовий до робозаломлення після закінчення вимірювань, припити. Зміна показника заломлення активного 3 елененні роботи у контрольованому середовищі або менту в процесі проведення вимірювань відбувазнеструмленні. ється в результаті його нагрівання за допомогою Поставлене завдання досягається таким чинагрівника 4 (фотопросвітлення), що приводить до ном, що датчик температури і тривалості роботи зміни інтенсивності світла (режим II) пройденого містить корпус, оптично зв'язані джерело випромікрізь активний 3 елемент, а відповідно до зміни нювання, фотоприймач, активний елемент виковихідного сигналу фотоприймача 8. Після припинаний із халькогенідного склоподібного напівпронення дії нагрівника 4, активний 3 елемент зберівідника, активний елемент виготовлений у вигляді гає набуту зміну показника заломлення і при пополірованої плоскопаралельної пластини або товслідуючій його дії продовжується зміна показника стої плівки напиленої із об'ємного халькогенідного заломлення активного 3 елементу. Зменшення склоподібного напівпровідника (GеS2)x(М2S3) 1-х, де густини потужності світла (режим II) від джерела 7 випромінювання забезпечується за допомогою М - Ві, Sb при 0,8 £ х £ 1,0 в якого показник заломкерування блоком живлення джерела 7 випромілення чутливий до зміни температури та освітленнювання. У режимі II інтенсивність світла, яку виня, запам'ятовує максимальне значення зміни попромінює джерело 7 випромінювання набагато казника заломлення і розміщений разом з менша ніж в режимі 1 і світло, яке пройшло крізь нагрівником на робочому елементі перпендикулярно до потоку випромінювання, нагрівник працює в вузькосмуговий 5 світлофільтр не приводить до зміни показника заломлення активного 3 елементу неперервному або імпульсному режимі, корпус в процесі проведення вимірювань, але інтенсивмістить вхідне і вихідне вікна, одне з яких виконане ність світла від джерела 7 випромінювання зазнає у вигляді вузькосмугового світлофільтра з максизмін при проходженні крізь нього. Кількість вмимумом довжині хвилі пропускання, яка змінює показник заломлення активного елементу, на корпусі кань-вимикань нагрівника 4 не впливає на стан активного 3 елементу. Важливим є тільки триварозміщені джерело випромінювання та фотоприйлість дії нагрівника 4 на активний 3 елемент. Помач, бокові сторони корпусу розміщені під кутом вернення датчика в початковий стан відбувається 5 36532 6 шляхом приведення активного 3 елемента в стан з подібного напівпровідника активного 3 елемента і мінімальною пропускною здатністю за допомогою показана на Фіг.2. інтенсивності світла (режим І) від джерела 7 виДля підвищення чутливості датчика та розшипромінювання, яке пройшло крізь вузькосмуговий рення діапазону вимірювань тривалості роботи 5 світлофільтр. пристроїв, джерело 7 випромінювання працює в Для розширення діапазону вимірювання триімпульсному режимі із змінною довжиною імпульвалості роботи пристроїв нагрівник 4 працює в су. імпульсному режимі з різною довжиною імпульсу. В якості джерела світла використовувалися Датчик температури і тривалості роботи при гелій-неоновий (l = 0,63мкм) і аргоновий (l = вимірюванні температури працює наступним чи0,51мкм) лазери, галогенова лампа та напівпровіном. дникові когерентні та некогерентні джерела виАктивний 3 елемент приводиться в стан з міпромінювання на різні довжини хвиль. Найкращі німальною пропускною здатністю за допомогою результати були отримані для складів халькогенісвітла від джерела 7 випромінювання (режим І) і дних стекол (GеS2)0,9(Sb2S3) 0,1 та після цього готовий до роботи. Світловий потік від (GеS2)0,99(Вi2S 3)0,01 . Товщина плівки d > 1мкм. Проджерела 7 випромінювання (режим II) крізь вузьковедені експерименти показали, що після 50-ти смуговий 5 світлофільтр падає на бокову дзеркаразового циклу вимірювання-нагрівання значення льну поверхню корпуса 1 і спрямовується перпенпоказника заломлення активного 3 елемента задикулярно на активний 3 елемент, розміщений лишалось таким самим, як було на початку виміразом з нагрівником 4 на робочому 2 елементі і рювань. відбившись від бокової дзеркальної поверхні корЗапропоноване технічне рішення датчика темпуса 1 проходить крізь вихідне 6 вікно на фотоператури і тривалості роботи дозволяє розширити приймач 8. Зміна температури, яку вимірюють, його функціональні можливості завдяки вимірюспричиняє зміну показника заломлення активного ванню декількох фізичних величин одним датчи3 елемента, що приводить до зміни інтенсивності ком, підвищити його чутливість, а також дає можсвітла, яке пройшло крізь нього та до зміни вихідливість запам'ятовувати максимальну зміну ного сигналу фотоприймача 8. У режимі II інтенсивимірюваного параметру після завершення вимівність світла, яку випромінює джерело 7 випромірювань, припиненні роботи у контрольованому нювання набагато менша ніж в режимі І і світло не середовищі або знеструмленні. приводить до зміни показника заломлення активДжерела інформації ного З елемента в процесі проведення вимірювань 1. Патент України №56848. МПК6 G01B 9/00, але інтенсивність світла зазнає змін при прохоG01B 9/02, G01B 9/021, 2003. дженні крізь нього. Максимальна температура на2. Окоси Т. и др. Волоконно-оптические датчигрівання активного З елементу досягає 200°С і ки. - Л.: Энергоатомиздат, 1991. -С. 146-147. залежить від складу халькогенідного скла. Швид3. Патент SU №1786497, МПК G08В17/12. кість зміни показника заломлення активного 3 1993. елемента залежить від інтенсивності світла, яке 4. Деклараційний патент України №10686, поширюється від джерела 7 випромінювання та МПК6 G01K 11/00, 1994. хімічного складу об'ємного халькогенідного скло Комп’ютерна в ерстка Г. Паяльніков Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601