Измерение температуры с использованием оптических датчиков на основе двулучепреломляющих кристаллов

Abstract

Предложен принцип и представлены конструкторские решения для реализации поляризационно-оптического метода измерения температуры, основанного на температурных изменениях двулучепреломления кристаллов Al₂O₃ и LiNbO₃.

Проведені дослідження дали можливість обґрунтувати та практично реалізувати поляризаційно-оптичний метод вимірювання температури, що базується на явищі температурних змін величини двозаломлення оптично-анізотропних кристалів. Практична реалізація методу при використанні пластин лейкосапфіру та ніобату літію як активних елементів термометрів показала, що застосування лейкосапфіру є більш ефективним завдяки широкому температурному інтервалу використання матеріалу, його механічній та хімічній стійкості та відсутності переходів. Ніобат літію має такі недоліки як наявність фазового переходу та нелінійність градуювальної залежності, однак, незважаючи на це, його використання дозволяє підвищити чутливість термометра та точність вимірювань.·

The carried out researches allowed to motivate and put into practice the polarizatoin-optical method of temperature measurement based on the phenomenon of temperature alteration in value of birefringence of the optically anisotropic crystals. The practical realization of the method with the use of Al₂O₃ and LiNbO₃ plates as active elements of thermometers has shown, that the application of Al₂O₃ is more preferable due to a wide temperature interval of employment of material, its mechanical and chemical stability, absence of phase transitions. LiNbO₃ has such lacks as nonlinearity of graduate dependence and presence of a phase transition point. Nevertheless, its use allows to raise the sensitivity of the thermometer and to increase the accuracy of measurements.