ких трубах скорость теплообмена является одной из важнейших характеристик. Она определяется формой поверхности, скоростью и режимом потока и др. При нанесении ЖК термоиндикаторов на исследуемую поверхность можно получить поверхностную картину распределения температуры. При обдувании воздухом скоростной поток вызывает механический сдвиг кристалла, что приводит к параллельному переносу ЦТХ в область меньших температур, что необходимо учитывать при исследованиях.

Преимущество оценки температурных полей с помощью ЖК заключается и в том, что они обеспечивают поверхностное непрерывное поле распределения температуры. При изучении раздельного влияния обдува на ЦТХ обнаружено, что слой ЖК толщиной до 20 мкм достаточно прочно удерживается на поверхности модели при обдуве, слой же толщиной 50 мкм -течет. Введение в слой кремнийорганического лака обеспечивает эффективность защиты. Оптимальное количество его составило 4% [5.32]. Для обеспечения оптимальных условий при наблюдениях и регистрации цветовой картины углы падения света и наблюдения одинаковы и равны 45°. Время работы ЖК слоя, при котором результаты являются воспроизводимыми, составляет до 60 мин [5.21].

Из других областей применение ЖКТ при контактном способе можно выделить использование ЦТХ жидких кристаллов для контроля и калибровки цветового сигнала на экране кинескопа телевизора. Калибровка осуществляется по термоэталонам с температурным разрешением 0,2°С и пространственным 30...50 мкм. Для эталонов большой площади применяют пленки ЖК, капсулированных в полимере с ЦТХ 36... 38 и 43.. .48°С [5.33].

На основе жидкокристаллических пленок также возможно построение термоанемометрических датчиков [5.34], в которых используют кристаллы с ЦТХ выше температуры окружающего воздуха на 20...40°С. После перегрева пленок на них направляют струю воздуха, которая охлаждает поверхность кристалла. При этом проявляются изотермические линии одинаковой цветности, соответствующие струям одинаковой скорости и температуры.

Неконтактные способы регистрации температуры ЖКТ. Термочувствительные свойства ЖК применяются

й в устройствах, где регистрируется лучистый поток. Для этого используют ЖК экраны (рис. 5.9). Лучистая энергия, модулированная в плоскости х и у экрана, передает информацию о пространственном спектре излучателя. Излучение может быть как стационарным, так и нестационарным. Экран размещен в обойме 1 и состоит из слоя поглощающего покрытия 2, опорной пленки 3, предназначенной для придания экрану механической прочности (обычно это полиэтилентерефталатная пленка), слоя ЖК 4 и защитного стекла 5.

и 5

Рис. 5.10. Схема прибора для наблюдения объекта в ИК лучах

Рис. 5.9. Схема ЖК

экрана ,

Картина распределения интенсивности излучения q, поглощенного в слое 2, преобразуется в соответствующую картину распределения температурного поля ЖК. В соответствии с ЦТХ кристалла температурное поле преобразуется в цветовое или поле интенсивиостей света при монохроматической подсветке. Однородную яркость подсветки на экране обеспечивают симметричным расположением источников света. Регистрация информации проводится нормально к поверхности экрана, что исключает геометрическое искажение картины излучения.

Регистраторы инфракрасного (ИК) излучения. Принципиальная схема одного из современных устройств наблюдения ИК излучения показана на рис. 5.10. Объект / с помощью ИК объектива 2 фиксируется на поглощающий слой жидкокристаллического экрана 4. Объем, где располагается экран, термостатируется в воздушной или вакуумной среде! Регистрируемое излучение попадает в камеру через входное ИК окно 3, с противоположной стороны экран подсвечивается и нагревается через опти-

ческое окно 5 источниками света 7. Объективы 6 служат для выравнивания поля подсветки. В качестве подложки возможно применение полиэтилентерефталатной пленки толщиной 6 мкм с поглощающим покрытием на основе золотой черни. ,Это устройство было применено для регистрации непрерывного излучения с длиной волны 3,3 мкм [5.35].

Для повыщения долговечности ЖК применяется в виде капсулированного слоя [5.36, 5.37]. Если условия наблюдения позволяют проводить регистрацию и наблюдения с одной и той же стороны, то не требуется двух окон в камере; выведение жидкокристаллического экрана в режим ЦТХ, где реализуется наибольшая крутизна преобразования, осуществляется нагревом от массивных металлических пластин, находящихся в контакте с экраном или на небольшом расстоянии от него. Такой нагрев обеспечивает хорошо выравненное поле температуры экрана. Инфракрасные визуализаторы применяются для регистрации как в непрерывном, так и в «мцульс-ном режимах экспонирования [5.38, 5.39]. Чувствительность, достигаемая в непрерывном режиме, зависит от выбора метода съема информации (в монохроматическом режиме чувствительность выше, но меньше динамический диапазон работы экрана).

При уменьшении толщины экрана, повышении мощности экспонирующего излучения и сокращении времени между моментом экспонирования и съемки экрана (при импульсном режиме облучения) увеличивается пространственная разрешающая способность. Так, при толщине подложки 3 мкм, слое жидкого экрана 5... 10 мкм и времени экспонирования 10- с достигнуто разрешение 100 линий/мм. Если интервал увеличивается, разрешение резко ухудшается. Для экранов [5.33] разрешение составляет 3.. .5 линий/мм. Быстродействие регистраторов в сильной степени зависит от режима теплообмена и составляет от 1 • 10-- с до десятых долей секунды [5.40].

Жидкие кристаллы в голографии ИК диапазона. Пространственное разрешение и чувствительность ЖК достаточны для использования их в схемах ИК голографии [5.41]. Между пластинами из стекла и хлористого натрия размещался ЖК. Система экспонирования и лазерной подсветки позволяет получить голограммы и осуществить их наблюдения в реальном масштабе времени