Главная  Электрооптические эффекты 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [ 69 ] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78]

После высыхания черни наносят смесь с необходимой цветнотеыпературной характеристикой (ЦТХ). Чернь наносится для увеличения цветной контрастности, поскольку в этом случае свет, прошедший сквозь кристалл со знаком циркулярной поляризации, обратным рассеянному, будет поглощен чернью. Сам кристалл свет практически не поглощает.

Известна также типовая технология термометра, заключающаяся в нанесении на пленку, например, поливи-нилхлорида толщиной 0,25 мм, слоя жидкокристаллической смеси, состоящей из 25%-ного холестерилхлорида, 30%-ного холестерилолеилкарбоната, 30%-ного холестерилолеата п 6%-ного растворителя. Такой слой толщиной 25 мкм защищают слоями казеинового клея и акрилового лака. При воздействии температур выше 37°С цветностьтермометра исчезает [5.24]. В [5. 25] описаны смеси, позволяющие измерять температуру в пределах 0.. .200°С или 36.. .42°С. Термометр, состоящий из отдельных жидкокристаллических элементов индицирующих 35.. .4ГС, рассмотрен в [5. 26].

5.3. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕРМОИНДИКАТОРОВ

Жидкокристаллические термоиндикаторы позволяют регистрировать иконтролировать темпер уру контактными и неконтактными способами. При контактном способе термочувствительный элемент механически контактирует с исследуемым объектом, при неконтактном находится на расстоянии от исследуемого объекта, например при регистрации лучистого потока.

Контактные способы регистрации температуры ЖКТ. Свойство ЖК изменять свой цвет в зивисимости от температуры широко применяется для контроля температурных полей контактным методом. При этом необходимо, чтобы теплоемкость объекта значительно превышала теплоемкость контролирующей пленки, во избежание нарушения температурного режима объекта. Температура поверхности, включая ее возможные изменения, должна находиться .в рамках цветотемпературной характеристики (ЦТХ) кристалла, а инерционность ЖКТ должна быть существенно меньше длительности термических процессов, если происходят изменения температуры исследуемого объекта.

Термометрия и термография. Форма жидкокристаллических термометров на основе ЖКТ задается формой



и конструкцией объекта измерения. Жидкокристаллические термометры обладают быстродействием, многократностью использования и высокой точностью. Расшифровку цветов перехода осуществляют посредством сравнения цветов на цветной и масштабной линейке, обычно позволяющей оценить градации цветности. Известна конструкция термометра, которая представляет собой полоску с наклеенными карманами, заполненными смесью ЖК с необходимыми ЦТХ, прозрачного вещества в зернах (например, кварца) и инертного газа. Жидкокристаллическая смесь готовится из чистых холе-стерилпеларгоната и холестерилолеилкарбоната. Конструктивно термометр может быть выполнен из параллельных полосок с различными ЦТХ [5. 27].

Низкая инертность, простота технологии жидкокристаллических термоиндикаторов и оперативность получения информации позволили их широко применять в науке и технике. Нанесенные непосредственно на исследуемый объект ЖК смеси меняют свою окраску в соответствии с распределением температуры. На основе ЖКТ развились методы неразрушающего контроля в микроэлектронике. Регистрацию температуры и ее распределение (термография) используют в медицине для диагностики ряда белезней: урологических, стоматологических, в невралгии, хирургии, онкологии, в практике протезирования и др.

По сравнению с существующими датчиками температуры ЖКТ обеспечивают большую чувствительность и возможность одновременного обзора большой поверхности тела. По сравнению с дистанционными методами термографии, например с помощью тепловизора, жидкокристаллическая термография за счет цветовых градаций дает больший объем информации и обеспечивает большее разрешение. Кроме того, она позволяет наблюдать динамику тепловых процессов.

Исследование механического состояния поверхностей. ХЖК пригоден для неразрушающего контроля поверхностных и объемных явлений в твердых телах. Если в сечении объекта, нормальном к плоскости жидкокристаллической пленки, имеется стационарный тепловой поток, то коэффициент теплопроводности в неоднородных твердых телах различен, что создает определенную картину температурного ноля, четко отображаемую ЖКТ. Если нарушения находятся на некотором расстоянии й



от поверхности, то затухание температурной волны на поверхности определяется по формуле 5. 28]

Г=Гоехр [(-2я/А)й], где Го - средняя температура в районе, намного превышающем размер пространственной длины волны; Д-размер неоднородности. При использовании нестационарного теплового режима можно получить большой перепад температур, что позволяет наблюдать и фиксировать временную картину, отображающую движение температурных волн со спектром 0. . .Дтаж-

При исследовании конструкций объекта с плоскими поверхностями применяют герметизированный жидкокристаллический слой, помещенный между двумя эластичными пленками, натянутыми на раму с отверстиями, через которые откачивается воздух. При приложении рамы к поверхности и последующей откачке воздуха пленка плотно прилегает к исследуемой поверхности, обеспечивая хороший тепловой контакт [5.29]. Таким способом, а также путем нанесения смеси ЖК с сажевой чернью исследовались на однородность крупногабаритные детали самолета типа «Боинг» [5.30].

Тепловой поток на исследуемом объекте задается либо с помощью нагрева и охлаждения воздухом, либо с помощью однородно размещенных нагревательных элементов, либо посредством пропускания тока непосредственно через изделия. Последний случай является очень удобным для контроля проводимости печатных плат или микроэлектронных схем. Такие способы применяют в технологии многослойных печатных плат, для исследования конструкции металлических деталей, металлических соединений, термоизоляции диэлектриков, металлокерамических изделий СЕЧ техники. Метод контроля на основе ЖК термоиндикаторов по чувствительности превосходит методы механического и ультразвукового контроля. Для исследований используются смеси с ЦТХ от 45 до 0,1°С и менее, их нанесение осуществляют распылением раствора, расход составляет 1 г на 1000 СМ при толщине слоя 10 мкм [5.31]. Постоянная времени такого слоя составляет 1 - 2 с, что обеспечивает, например, обнаружение неоднородностей в алюминии площадью до 1,5 мм. Надежность метода оценивается в 100%:

Аэродинамические испытания. При оценке аэродинамики моделей летательных аппаратов в аэродинамичес-



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [ 69 ] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78]

0.0008