Сигнализатор температуры

 

СИГНАЛИЗАТОР ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий размещенный в корпусе из немагнитного материала термочувствительный элемент из ферромагнитного материала, вьшолнеиный в виде постоянного магнита, феррожидкость , заполняющую герметическую полость, образованную внутренней поверхностью корпуса и отделенную от термочувствительного элемента теплоизолирующей прокладкой, регистратор. о т л и ч а ю щ и и. с я тем, что, с целью повышения надежности в условиях медленного возрастания температуры контролируемого Ьб-ьекта в него введены груз, размещенный в ферромагнитной жидкости и укрепленный на горизонтальной оси Вращения со смещением его центра тяжести относительно этой оси, спиральная пружина, соединенная концом внутрённего витка с выступающей за пре делы корпуса частью оси вращения и укрепленная концом внешнего витка на наружной поверхности корпуса, а регистратор выполнен в виде стрелки, закрепленной на выступакяцей за (/I пределы корпуса части оси вращения, и шкалы, размещенной на наружной С поверхности корпуса, при этом ось вращения н груз выполнены из немагнитного материала.

С0О3 СОВЕТСНИХ

СО1.1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(511 G 01 К 7/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВ ГОРСКОМ .К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3631344/24-10 (22) 09.08.83 (46) 30.05.85. Бюл. У 20 (72) В. А. Керножицкий и А. Е. Козик (53) 536.53(088.8) (56) 1, ЗаявКа Франции Н 2301813, кл. G 01 К 7/38, опублик. 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 1075089, кл.С 01 К 7/38, 1981 (прототип). (54)(57) СИГНАЛИЗАТОР ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий размещенный в корпусе из немагнитного материала термочувствительный элемент из ферромагнитного материала, выполненный в виде постоянного магнита, феррожидкость, заполняющую герметическую полость, образованную внутренней поверхностью корпуса и отделенную от термочувствительного элемента тепло" изолирующей прокладкой, регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в условиях медленного возрастания температуры контролируемого:обьекта, в него введены груз, размещенный в ферромагнитной жидкости и укрепленный на горизонтальной оси вращения со смещением его центра тяжести относительно этой оси, спиральная пружина, соединенная концом внутреннего витка с выступающей за пределы корпуса частью оси вращения и укрепленная концом внешнего витка на наружной поверхности корпуса, а регистратор выполнен в виде стрелки, закрепленной на выступающей за Ф пределы корпуса части оси вращения, и шкалы, размещенной на наружной поверхности корпуса, при этом ось вращения и груз выполнены из немагнитного материала.

1 11588

Изобретение относится к контролю и измерению температуры и может быть использовано для визуальной и автоматической сигнализации о достижении обьектом заданной температуры и контроля значений температуры объекта на промежуточных этапах при любом характере процесса его нагревания.

Известно устройство для, контроля температуры, содержащее термочувстви- 10 тельный элемент, выполненный иэ ферромагнитного материала, изменяющего магнитные свойства при.нагреве до температуры, соответствующей его точке Кюри (1 ).

Недостатком данного устройства является низкая точность контроля температуры. .Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является

20 сигнализатор температуры, содержащий термочувствительный элемент иэ ферромагнитного материала с точкой Кюри, соответствующей контролируемой темпе25 ратуре, выполненный в виде постоянного магнита, поршень, установленный в направляющем цилиндре, торцовая часть которого отделена от термочувствительного элемента герметичной теплоиэолирующей прокладкой, и измерительный преобразователь давления, сообщающийся с полостью цилиндра через отверстие в его боковой стенке, . Поршень герметически разделяет полость цилиндра, ограниченную внутрен-35 ней поверхностью его стенок и теплоизолирующей прокладкой, на две части, первая из которых, расположенная со стороны теплоизолирующей прокладки, заполнена ферромагнитной жидкостью, 40 а вторая — газом или смесью газов, находящихся под давлением 1 2 ).

Использование данного сигнализатора в условиях медленного нарастания температуры объекта„ а тем более 45 при длительных периодах ее постоянстsa нецелесообразно, поскольку может произойти полное заполнение полости измерительного преобразователя давления и соединительной магистрали 50 феррожидкостью до момента,Т„ . 9 .:. (где Т„ - температура объекта, 9„— точка Кюри термочувствительного элемента сигнализатора}, что существенно снижает надежность контроля тем- 55 пературы объекта и свидетельствует об узкой области применения сигнали затора, Цель изобретения — повышение надежности работы сигнализатора в условиях медленного возрастания температуры контролируемого объекта.

Поставленная цель достигается тем, что в сигнализатор температуры, содержащий размещенный в корпусе из немагнитного материала термочувствительный элемент из ферромагнитного материала, выполненный в виде постоянного магнита, феррожидкость, заполняющую герметическую полость, образованную внутренней поверхностью корпуса и отделенную от термочувствительного элемента теплоиэолирую- . щей прокладкой, регистратор, введены груз, размещенный в ферромагнитной жидкости и укрепленный на горизонтальной оси вращения со смещением его центра тяжести относительно этой оси, спиральная пружина, соединен- .. ная концом внутреннего витка с выступающей эа пределы корпуса частью оси вращения и укрепленная концом внешнего витка на наружной поверхности корпуса, а регистратор выполнен в виде стрелки, закрепленной на выступающей за пределы корпуса части оси вращения, и шкалы, размещенной на наружной поверхности корпуса, при этом ocb вращения и груз выполнены из немагнитного материала.

На чертеже схематично представлена конструкция предлагаемого сигналиэатора в двух проекциях, общий вид.

Сигнализатор температуры содержит корпус 1, например, прямоугольной формы, в верхнем торце которого размещен термочувствительный элемент 2 из ферромагнитного материала с точкой

Кори, соответствующей контролируемой температуре, выполненный в виде постоянного магнита, теплоизолирующую прокладку 3, отделяющую термочувствительный элемент 2 от полости, образованной внутренней поверхностью корпуса и заполненной ферромагнитной жидкостью 4, груз 5, расположенный внутри полости корпуса 1, заполненного ферромагнитной жидкостью 4, и закрепленный на оси 6 вращения со смещением его центра тяжести относительно этой оси, один конец которой с помощью подпятника 7 фиксируется на внутренней поверхности одной из боковых стенок корпуса 1,, а второй конец через сальник 8, расположенный на противоположной стенке корпуса 1, I 158874

45 м

5$,В исходном состоянии путем подбора жесткости пружины 9, веса н размеров груза 5, а также состава феррожидкости 4 обеспечивается нахождение стрелки 10 прибора на нулевом делении шкалы 11 в диапазоне комнатных температур.

3 качестве материала термочувствительного элемента 2 могут использоваться сплавы на основе никеля кобальта или магнитомягкие ферриты, например Ип 2п или Я Zn. Все укаэанные выше материалы обладают линейными участками зависимости (Т) -., что облегчает использование этих зависимостей при разработке конкретных сигнапиэаторов температуры. выступает за его пределы и соединен с концом внутреннего витка спираль- ной пружины 9, наружный виток которой прикреплен к стенке корпуса I, регистратор, выполненный в виде стрелки 10, укрепленной на выступающей за пределы корпуса I части оси

6 вращения, и шкалы 11.

Корпус 1 сигнализатора, груз 5, ось 6 вращения, а также пружина 9 и стрелка 10 выполнены из немагнитного материала.

Для.поддержания магнитных свойств термочувствнтельного элемента 2 путем создания постоянного магнитного поля, в котором происходит восстановление его первоначальных магнитных .свойств, в состав сигнализатора при необходимости может быть введен постоянный магнит 12. Для заливки ферромагнитной жидкости 4 в полость корпуса последний выполяется с отверстием, закрываемым пробкой 13.

Теплоизолирующая прокладка 3 слу жит для защиты ферромагнитной жидкости 4 и постоянного магнита 12. от их нагрева.

Смещение центра тяжести груза 5 относительно оси 6 конструктивно обеспечивается креплением его к оси вращения с эксцентриситетом равным 3. .Так как груз 5.под действием силы тяжести может развернуться на угол о, то для полного использования всей шкалы 11 стрелка прибора должна поворачиваться на этот же угол. Поэтому при использовании симметричной шкалы 11 продольная ось груза 5 и стрелка 10 устанавливаются под углом

180 — о,>/2 друг к .другу.

Принцип действия сигнализатора основан на изменении плотности феррожидкости 4 в зависимости от степени ее псдмагничивания термочувстви-. тельным элементом 2, магнитная проницаемость которого является функцией контролируемой температуры.

В исходном состоянии, когда на-. чальная величина подмагничивания феррожидкости 4 обеспечивает такую ее плотность, при которой момент, создаваемый выталкивающей силой, действующей на груз 5, уравновешивается моментом, создаваемым закрученной пружиной 9 относительно оси

6, вся подвижная стрелочная система находится в состоянии начального равновесия, а стрелка 10 указывает на нулевое деление шкалы ll. В этом случае начальная плотность феррожидкости 4 максимальна и превышает плотность материала, иэ которого сделан груз 5, который под действием силы выталкивания, преодолевая сопротивление пружины 9, разворачивает ось б на угол таким образом, что стрелка 10 занимает крайнее левое положение по шкале I). Величина угла зависит от начальной плотности феррожидкости, плотности материала груза 5 и его объема, ускорения силы тяжести, расстояния, на которое смещен центр- тяжести груза 5 относительно оси 6, и.жесткости пружины 9. При необходимости за счет поджатия ипи ослабления пружины 9 может осуществляться корректировка нулевого показа-. ния прибора.

При нагреве термочувствительного элемента 2 магнитная проницаемость его уменьшается, следовательно, ! уменьшается подмагничивание феррожидкости 4, что в конечном итоге приводит к уменьшению ее плотности, в результате чего груз 5 под действием усилия пружины 9 глубже погружается в феррожидкость 4, поворачиваясь вместе с осью 6 и стрелкой 10 на некоторый угол О (Т) о ;, от первоначального нулевого положения, соответствующий новому, значению температуры к критической температуре, соответствующей точке Кюри термочувствительного. элемента 2. Причем если нагрев термочувствительного элемента 2 происходит ниже температуры точки Кюри, то при последующем охлаждении магнитные свойства термоСоставитель В. Голубев

Техред М.Надь Корректор А. Тяско

Редакгор Ю. Ковач

Заказ 3575/4l Тираж 997 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и отхрытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 II58874 б чувствительного элемента 2 полностью IO — крайнее правое положение (сигнал восстанавливаются. Тем самым обеспе- .срабатывания сигналиэатора). чивается плавное слежение стрелки 10

1 по шкале I) за температурой контроли- Предлагаемый сигнализатор темпераруемого объекта в диапазоне, ограни- 3 туры в отличие от прототипа позволяет ченном сверху значением точки Кюри контролировать значения температуры термочувствительного элемента 2. При объекта на этапе ее подхода к задандостиженйи точки .Кюри произойдет ному значению, при этом скорость изполная потеря магнитных свойств менения температуры не оказывает термочувствительного элемента 2, про« 1в существенного влияния на точность, дольная ось груза 5 займет практичес» что повышает надежность работы сигки вертикальной положение, а стрелка налнзатора.