Сигнализатор температуры

 

1. СИГНАЛИЗАТОР ТЕМПЕРАТУРЫ , содержащий баллон с жид кос т-ным гермочувсгвительным элеменгом, источник свега, фогоприемник и регистрирующую аппаратуру, отличаюшийс я тем, что, с целью повышения точности измерений и уярощения устройс тва, в торце баллона установлен светопбглотитель , а термочувствительный элемент выполнен в виде смесн жидкостей, температура расслоения или 1ч могенизацни которой совпадает с температурой сигнализации .. 2. Сигнализатор по п. 1, отличающий с я тем, что источник света и фотоприемник соецинены с полостью баллона оптическим кабелем с раздельными; каналами освещения и регистрацйн. (П

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А

3(51) G01 К 11/12

OllNGAHNE NSO5PETEHNP

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 33861 74/18-10 (22) 18.01.82. (46) 30.04.83. Бюл No 16 .(72). Ю. P. Войцехов и М. М. Черняко ва; (53) 536.53 (088.8) (56) 1. Заявка Великобритании

Ж 1 582393, кл.: 501 К 1 1/ 12, опублик. 1981.

2. Агейкин Д. И., Костина Е. Н. и др. Датчики контроля и регулирования.

М., Машиностроение, 1965, с. 31581 7. (54) (57) 1. СИГНАЛИЗАТОР ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий баллон с жидкост. ным термочувствительным элементом, источник света, фотоприемник и регистрирующую аппаратуру, о т л и ч а ю at и йс я тем, что, с целью повьпцения точно-. сти измерений и упрощения устройства, в торце баллона установлен светопоглотитель, а термочувствительный элемент выполнен в виде смеси жидкостей, температура расслоения ипи гомогенизации которой совпадает с температурой сигнализации.

2. Сигнализатор по п. 1, о т л и ч ею щ и и с s тем, что источник света и фотоприемник соецинены с полостью баллэна оптическим кабелем с раздельными; каналами освещения и регистрацйи. (1 01 5.269 2

Изобретение относится к геплотехничвс ким измерениям и может быть использовано, в частности,для контроля теплового режнма воздушных и жидкостных сис тем охлаждения блоков рапиоэлектронной аппаратуры.

Известен сигналиэатор температуры, содержащий теплопроводное основание, имеющee несколько углублений, заполненных смесью предельных алифатических 10 соединений, и индикатор t 1)

При достижении контролируемой температуры для заданного значения смесь предельных влифатических соединений расплавляется и взаимодействует с реа- 15 гентами индикатора, вызывая изменение

его окраски.

Однако такой сигнвлизатор вследст ,вие необратимости проходящих в нем процессов предназначен только Для, раэово- 20

ГО ИСПОЛЬЭОВВНИЯ.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является сигнвлиэагор температуры, содержащий бал„лон с жидкостным термочувствительным 25 элементом, источник света, фотоприемник и регистрирующую аппаратуру (2)

Недостатками такого сигнвлиэатора являются большие габариты и вес, обусловленные используемой механической системой регистрации, сложность при- бора и необходимость тщательной его на- стройки и значительная погрешность измерения, Цель изобретения — повышение точ-

35 ности измерений и упрощение конструкции устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в сигнвлиэаторе, содержащем баллон с жидкостным термочувствительным элементом, источник света, фотоприемник и,регистрирующую аппаратуру, в торце баллона с жидкостным термочувствигель ным элементом установлен светопоглогитель, а термочувствительный элемент выполнен в виде смеси жидкостей, темпе .ратура расслоения.или гомогенизвции которой совпадает с температурой сигнализации, При этом источник света и фотоприем50 ник соединены с полостью баллона опти- ческим кабелем с раздельными каналами освещения и свгисграции.

На фиг, 1 приведен сигнализагор, общий вид; на фиг. 2 показан гомогенный рас1вор жидкостей в баллоне при повышении температуры выше точки расслоения; на фиг. 3 - конструкция сигнализвтора с применением оптического кабе« ля; на фиг. 4 - пример температурной .зависимости точки расслоения смеси в зависимости от концентрации одного жидкого компонента в другом. )

Устройство представляет собой единую; конструкцию, собранную s корпусе 1, который при помощи фланца 2 крепится к обьекгу измерения. На фланце 2 установлен баллон 3, внутри- которого в торцовой части жестко закреплен светопоглститель 4, а внутренная полость заполнена смесью двух гермочувствительных жидкостей,. 5 и 6.

Во фланцевой части баллона 3 установлена прозрачная защитная перегородка, 7, за которой размещен источник 8 света (светодиод) и фотоприемник 9, закрепленные на герметизируюшей пробке

10. Контакты источника 8 света и фотоприемника 9 выведены во внутреннюю полость корпуса 1, где источник 8 света (светодиод) подключен к цепи нигания, а фотоприемник 9 на вход регистрирующей аппаратуры, в состав которой входят компаратор 1 1 и усилитель 12 мощности, выход которого выведен на разъем 1 3 питания. к

Установка баллона 3 со смесью тер-! ! мочувствнтельных жиДкостей 5 и 6 Воэ

;можна отдельно or кбрпуса прибора, в .область, где проводится измерение., В этом случае баллон 3 связан со свегобнопом 8 и фотоприемником 9, гибким световолок Онным кабелем 14, имевшим зашитную оболочку 15, центральную световолокнистую жилу 16, выведенную нв источник 8 и световолоконные жилы 17, выведенные на фотоприемник 9.

Устройство работает следующим" образом.

В зависимости от температуры и концентрации компонентов, смесь жидкостей в баллоне 3 н аходится в одном иэ двух возможных состояний (фиг. 2) .

В области 18 существует гомогеннвя смесь, цри которой раствор представляет собой единую жидкость, а в области 19

xtpm низкой температуре раствор существу ег в виде отдельных слоев, при этом су1цесгвует граница 20 раздела, отражак щая свет к фотоприемнику 9.

При низкой температуре и включенном

Ф питании луч 8 света от светодиода 8 проходит сквозь слой жидкости 6, где частично отражается от границы 20 раздела (луч 8" ), и час гично проходит сквои. границу раздела (луч 8 "). Луч 8" проходит сквозь слой жидкости 5 и полностью поглощается поглотителем 4. Отраженный луч 8" попадает нв фотоприем69 . б

Для обеспечения четкой работы коьшо-ненты растворадолжны иметь. разные коеф фициентй преломления (при этом разность коэффициентов преломления 4Л ющкостей должна быть не менее 0,05). Например, ф гептана 1,36, а анилина 1,56>gg

*= 0,4.

С целью. обеспечения хороших условий отражения целесообразно длину волны излучения ) . (свет светодиода) выбирать как можно короче, нацример, приме-. нять не красный (АЛ-1025), а зеленый

-светодиод (АЛ-1028), так как разность коэффициентов преломления жидкостей как правило, больше в коротковолновой области.

Показатель преломления защитной пе» регородки 7 (прозрачный полимер, либо. стекло) должен выбираться из условий минимальной разницы коеффициен1 а пре ломления со слоем жидкости 5, гранича-. щим с ним

Точность регистрации raMsepar, в предлагаемом устройстве опредЕлие ся температурным интервалом перехода (от гомогенной к двухслойной, либо ce двухслойной к гомогенной структуре растворе жидкостей). Для жидкостей далеких от температуры кристаллизации этот переход происходит в интервале 0;16,15 С. Эта величина и определяет ос новную (инструментальную) погрецгиость сигналиэатора температуры, в то же время резкий характер переходю (пропа-. дание либо появление границы раздела) определяет репейный характер еге .рабо. По сравнению с прототийом предлагав мое устройство значительно проще и обеспечивает высокую точность контроля

;температуры.

3 10152 ник 9, который под действием света выдает на компаратор 11 электрический сиг нал. Компаратор срабатывает и включает выходной каскад 12, который подает сигнал высокого потенциала на разъем 13 питания и автоматики (сигнал Темцература в норме, т.е. ниже 70ОС). При превышении теьшературы в баллоне 3 жидкости 5 и 6 переходят в область 18 и растворяются друг: в друге, образуя гомоген- р ную (однородную) смесь — граница 20 ! раздела исчезает. Луч света 8 проходит

;баллон насквозь (без отражений) и цоглощается поглотителем 4. Так как отраженный луч 8 при этом гаснет (исчезает), :то потенциал на выходе фотоприемника

9 резко падает, компаратор 11 возвращает-.

,ся в. исходное состояние и выключает

;выходной каскад 12, который снимает напряжение с разъема 13 автоматики ,(т.е. пропадает сигнал "Температура в норме, что равносильно сигналу Ава-" рия ).

В качестве термочувствительньи жидкостей можно применять растворы, образующие .при превышении критической температуры гомогенный раствор (pace воры с верхней критической точкой), ли-бо растворы, образующие гомогенный раствор при уменыцении температуры

{растворы с нижней критической точкой).

Примером первых является, например, смесь из 50% ацетона и 50% Н-гептана.с критической точкой 2ФС и смесь . Иэ 43% акилина и 57% гептана с критической точкой +70,24 С, Примером вторых явпяется смесь 50% воды и 50% моноамилового эфира диэти:ленгликоля с критической точкой +36,1 С. ты

: Выбранная пара жидкостей должна иметь такую область расслоения, которая <Р обеспечивает сигналиэащпо заданной температуры (путем изменения соотношения компонентов, фиг. 2).

1015269

В (g

0 20 Ф0 Ю 80 00/ фид4

Составитель В. Голубев

Редактор Е, Папп Техред М.Герцль Корректор.А. Илыгн

Закаэ 3198/40

Тир az3 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета ССС.Р по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-ЗS, Раушская наб., д; 4/8

Филиал. ППП "Пате т"„г. Ужгород, ул. Проектная, 4