Устройство для калибровки термопреобразователей

 

1.УСТРОЙСТВО Д1И КАЛИБРОВКИ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, содержащее узел установки термопреобразователя. . размещенный в корпусе, и блок многоточечного калибрования, отличающееся тем, что, с целью повышения точности калибровки, блок многоточечного калибрования выполнен в виде герметичной оболочки, образованной слоистой структурой из чередующихся металлических экранов и слоев реперных материалов и охватывающей узел установки термопреобразователя. 2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что каждый экран выполнен из соединенных встык частей из материалов с различными термоэлектрическими характеристиками. Фи1.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ И

РЕСПУБЛИН

"0% (11) А,д„G 01 К 15/00 м

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3565634/24-10 (22) 1!.03.83 (46) 30.11.84. Бюл. Ф 44 (72) В.10.Мильченко, А.А,Саченко, В.В.Кочан, Я.С.Лешков, Н.А.Королев и В.Н.Нефедов (53) 536.532(088.8) (56) 1.Патент США Ф 3699800, кл. G 01 К 15/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 709959, кл. G 01 К 7/00, 1978 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАЛИБРОВКИ

ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, содержащее узел установки термопреобраэователя, . размещенный в корпусе, и блок многоточечного калибрования, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности калибровки, блок многоточечного калибрования выполнен в виде герметичной оболочки, образованной слоистой структурой из чередующихся металлических экранов и слоев реперных материалов и охватывающей узел установки термопреобраэователя.

2. Устройство по п.l, о т л и — . л а ю щ е е с я тем, что каждый экран выполнен из соединенных встык частей из материалов с различными термоэлектрическими характеристиками.

1126821

Изобретение относится к термомет- рии и может быть использовано в устройстве для калибровки термопреобразователей.

Известно устройство для калибровки термопреобразователей, содержащее корпус с гнездами, содержащими реперные материалы с различными температурами фазового перехода (1) .

Недостатком известного устройства 10 является низкая точность полученных калибровочных характеристик вследствие того, что в практике калибровки приходится перемещать термопреобраэователь иэ одного гнезда в другое, поскольку в каждом гнезде можно измерить характеристики лишь в одной реперной точке, а обеспечить идентичные условия теплообмена в различных гнездах затруднительно. 20

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для калибровки термопреобразователей, содержащее узел установки тер- 25 мопреобразоватЕля, размещенный в корпусе, и блок многоточечного калибрования. Блок многоточечного ка" либрования выполнен в виде массивного тела, в котором размещены цилиндрические капсулы, заполненные реперными материалами с различными температурами фазового перехода j2) .

Недостатком известного устройства для калибровки термопреобразова35 телей является низкая точность калибровки, обусловленная тем, что при регистрации изменения температуры во времени нет четких площадок на тем- пературной кривой поскольку тепло%

40 емкость блока велика. Во время фаэово«

ro перехода материала одной из капсул постоянной остается только температура этой капсулы, а температура других элементов блока изменяется °

Это приводит к появлению наклона участка температурной зависимости, соответствующей температуре появления материала, заполняющего капсулу, что ведет к снижению точности калиб50 ровки.

Цель изобретения — повышение точности калибровки.

Для достижения поставленной цели в устройстве для калибровки термопреобразователей, содержащем узел установки термопреобразователя, размещенный в корпусе, и блок многоточечного калибрования, последний выполнен в виде герметичной оболочки, образованной слоистой структурой иэ чередующихся металлических экранов и слоев реперных материалов и охватывающей узел установки термопреобразователя, при этом каждый экран может быть выполнен из соединенных встык частей иэ материалов с различными термоэлектрическими характеристиками.

На фиг.l схематически изображено предлагаемое устройство с цилиндрической формой блока многоточечного калибрования, фиг.2 — устройство, блок многоточечного калибрования которого выполнен в форме плоской стенки °

Устройство содержит корпус 1, термоцреобраэователь 2, блок многоточечного калиЦрования, состоящий иэ чередующихся металлических экранов 3 и слоев 4-7 реперных материалов.

На фиг.2 приведена конструктивная модификация предлагаемого датчика температуры в виде многослойной, стенки. Иэ технологических соображений внешняя форма датчика температуры также выбрана цилиндрической. Корпус 1 в виде плоского цилиндра имеет сквозное центральное отверстие, в котором посредством высокотемпературного цемента закреплен термопреобразователь. Симметрично относительно термопреобразователя расположены штампованные тонкостенные экраны 3, имеющие форму стакана. Каждый последующий стакан расположен внутри предыдущего, Промежутки между днищами стаканов 3 заполнены чистыми металлами, которые являются реперными материалами.

Блок многоточечного калибрования может быть выполнен и в виде концентрично расположенных сфер.

При выполнении экранов из соединенных встык частей с различными термоэлектрическими характеристиками они могут использоваться для дополнительного контроля реперных температур.

Устройство работает следующим образом.

При подведении внешнего теплового потока происходит постепенный разогрев корпуса 1, экранов 3, слоев 4-7 реперных материалов и термопреобразователя 2, Из-за небольших геометри3 11268 ческих размеров устройства и высокой теплопроводности реперных материалов перепад температуры между слоями невелик. При достижении температуры плавления, например, вставки 6 ее температура стабилизируется. Перепадом температуры между твердой и жидкой фазой слоя 6 можно пренебречь.

В связи с тем, что температура слоев 4 и 5 и термопреобразователя 2 . 1О несколько меньше температуры плавления слоя 6, еще некоторое время имеет место теплопередача внутрь и выравнивание температуры сйоев. Затем температура термопреобразователя

2 стабилизируется. Все тепло, поступившее от слоя 7 к слою 6, расходуется на его плавление. Поэтому до конца процесса фазового перехода репер" ного материала вставки 6 передача тепла через этот слой к термопреобразователю 2 отсутствует, и температура термопреобразователя 2 остается строго постоянной и равной температуре фазового перехода слоя 6. Таким д образом, плавящийся слой 6 образует своеобразный термос, в котором отсутствует теплонередача как внутрь системы, так и за ее пределы, в результате температура в зоне расположения ЗО термопреобразователя 2 стабилизируется и на температурной зависимости появляется площадка, соответствующая температуре плавления материала, из которого изготевлен слой 6. В зависимости от требуемого диапазона измерения в качестве реперных материалов могут быть использованы различные сочетания чистых металлов, сплавов и даже неметаллических материалов (например, солей щелочных металлов) . Однако температура их фазового перехода (или зависимость температуры от химического состава) должны быть иэ — 45 вестны с большей точностью.

Кроме процессов фазового перехода могут быть использованы и другие про21 4 цессы, идущие при постоянной температуре с выделением и поглощением тепла, например выпадение эвтектики в многокомпонентных сплавах, а в специальных случаях, даже конденсация или кипение, однако температура этих процессов должна быть точно известна.

Число слоев репериых материалов в предлагаемом устройстве также может изменяться в широких пределах. И при большом числе слоев (8-10} температура горячего спая калибруемого термопреобраэователя при плавлении любого из реперних материалов остается постоянной. Необходимо лишь исключить дополнительную теплопередачу с торцов блока многоточечного калибрования, что может быть достигнуто оптимальным соотношением высоты и диаметра цилиндра или введением дополнительной теплоизоляции на торцах.

Кроме того, при большом числе слоев следует учитывать уменьшение времени постоянства температуры горячего спая при плавлении наружных слоев эа счет увеличения времени выравнивания температуры между слоями. Однако практически число воспроизводимых температур скорее будет ограничиваться количеством чистых металлов нли сплавов, пригодных для использования в качестве реперного материала, и требуемыми показателями инерции датчика, а не отличительными особенностями предлагаемого устройства.

Таким образом, путем выполнения блока многоточечного калибрования в виде герметичной оболочки, содержащей несколько слоев реперных материалов, разделенных экранами, удается повысить точность калибровки, поскольку увеличивается количество реперных точек (в соответствии с числом слоев реперных материалов), и получаются более четкие и длительные площадки на температурной зависимости калибруемого термопреобраэователя.

1126821

Составитель В.Копаев

Редактор Л.Алексеенко Техред М.Гергель Корректор С,Шекмар

Заказ 8682/31 Тирам 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óìãoðîä, ул.Проектная, 4