Способ измерения температуры кирсановой и петрова

 

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано при измерении и регулировании температуры для жидких и твердых электропроводящих материалов. Цель изобретения - повышение точности и упрощение измерения температуры. Измерительный электрод (ИЭ) 2 размещают вблизи поверхности контролируемого объекта (КО) 1 на расстоянии, выбранном в пределах 10 до 10 средней длины свободного пробега электронов. Подавая на выводы 6 высоковольтные импульсы напряжения, осуществляют подогрев ИЭ 2 путем его бомбардировки ускоренными термоэлектронами, эммитированными с поверхности КО 1. Изменяя сопротивление резистора 5 и величину приложенного к выводам 6 импульсного напряжения, величину импульсного тока подбирают так, чтобы обеспечить в зазоре между ИЭ 2 и КО 1 раз - ность потенциалов, равную произведению 30-500 В на отношение величины зазора к средней длине свободного пробега электронов. 1 з.п. ф-лы. 1 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3225510/24-10 (22) 20. 11. 80 (46) 07.09. 86. Бюл. ¹ 33 (72) A.Н.Петров и Т.M.Êèðñàíoâà (53) 536. 53 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 271068, кл. G 01 К 7/40, 1968.

Авторское свидетельство СССР № 1221509 25.06.79. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

КИРСАНОВОЙ И ПЕТРОВА (57) Изобретение относится к термометрии и может быть использовано при измерении и регулировании температуры для жидких и твердых электропроводящих материалов. Цель изобретения — повышение точности и упрощение измерения температуры. Измерительный электрод (ИЭ) 2 размещают вблизи поверхности контролируемого объекта (КО) 1 на расстоянии, выбранном в

-4 з пределах 10 до 10 средней длины свободного пробега электронов. Подавая на выводы 6 высоковольтные импульсы напряжения, осуществляют по-.. догрев ИЭ 2 путем его бомбардировки ускоренными термоэлектронами, эммитированными с поверхности КО t. Изменяя сопротивление резистора 5 и величину приложенного к выводам 6 импульсного напряжения, величину импульсного тока подбирают так, чтобы обеспечить в зазоре между ИЭ 2 и КО 1 раз " ность потенциалов, равную произведению 30-500 В на отношение величины зазора к средней длине свободного пробега электронов. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

1255873!

ЗО

50

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано при измерении и регулировании температуры преимущественно жидких и твердых электропроводящих материалов, например в металлургии, при эпитаксии монои поликристаллов, при получении жаропрочных материалов и термической обработке, в частности при нагреве и гарниссажной плавке мерной заготовки для литья под давлением высокореакционных металлов и сплавов.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение измерения температуры.

На чертеже схематически изображено устройство, предназначенное для осуществления предлагаемого способа измерения температуры.

Устройство содержит контролируемый объект 1, температуру которого необходимо измерить, измерительный электрод 2, например термопарный спай с выводами 3, подключаемыми к потенциометру (не показан), измеритель 4 тока в цепи контролируемый объект 1 — измерительный электрод 2, тбкоограничивающий резистор 5, формирующий импульсы тока определенной величины из импулЬсов напряжения, подаваемых на выводы 6 от генератора импульсов . (не показан), переключатель 7, комму— тируюпш и цепь контролируемый объект

1 — измерительный электрод 2 либо к выводам 6 через резистор 5 для нагрева измерительного электрода 2 импульсами тока, либо к измерителю 4 тока в паузах между импульсами.

Способ осуществляется следующим

;образом.

Измерительный электрод 2 предварительно размещают вблизи поверхности контролируемого объекта 1 на рас«4 стоянии, выбираемом в пределах 10

10 средней длины свободного пробега электронов в зависимости от давления газа в промежутке между контролируемым объектом 1 и измерительным электродом 2. Затем, подавая на входные выводы 6 высоковольтные импульсы напряжения, осуществляют подогрев измерительного электрода 2 путем его бомбардировки ускоренными термоэлектронами, эмиттированными с поверхности контролируемого объекта l npu этом переключателем 7 один из выводов 3 измерительного электрода 2, в момент подачи импульса. напряжения или несколько ранее, соединяют через токоограничивающий резистор 5 с одним из двух выводов 6, второй из которых заземлен и постоянно соединен с контролируемым объектом 1. Изменением сопротивления резистора 5 и величины приложенного к выводам 6 импульсного напряжения величину импульсов тока подбирают таким образом, чтобы обеспечить в зазоре между измерительным электродом 2 и контролируемым объектом 1 разность потенциалов, равную произведению 30-500 В на отношение величины зазора к средней длине свободного пробега электронов.

При выполнении указанных ограничений на выбор расстояния (зазора) между контролируемым объектом 1 и измерительным электродом 2 и величины импульсов тока обеспечивается оптимальный подогрев измерительного электрода 2 ускоренными электронами термодиффузии в различных условиях при сравнительно нежестких требованиях к импульсному источнику питания.

В промежутках времени между импульсами тока, периодически, измерителем 4:тока через переключатель 7 измеряют направление термотока в. цепи измерительный электрод 2 — контролируемый объект 1 и в момент измерения направления этого тока любым известным способом измеряют температуру измерительного электрода 2 или температуру газа в зазоре, которая

I в этих условиях совпадает с искомой температурой контролируемого объекта 1.

Пример 1. Измеряют температуру поверхности заготовки из титанового сплава ВТ5 массой 0,5 кг и диаметром 39,5 мм, нагреваемой в индукционной печи вертикального исполнения. Заготовку охлаждают с поверхности и одновременно поддерживают во взвешенном состоянии потоком аргона.

Перепад давлений между верхним и нижним торцами заготовки составляет г

0,1 кгс/см при давлении у верхнего торца 1 ата и расходе 600 л/мин.

Измерительный электрод 2 устанавливают относительно. верхнего торца заготовки на расстоянии, равном 7 мм

Э или 10 средней длины свободного пробега электронов для заданного давления газа. Нагрев измерительного электрода осуществляют подачей импульсов напряжения амплитудой около

1255873

Составитель В ° Голубев

Редактор В.Иванова Техред И.Верес Корректор Л.Пилипенко

Заказ 4813/41 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

30 кВ через токоограничивающий резистор. В этих условиях формируемые импульсы тока обеспечивают на измерительном электроде относительно верхнего торца заготовки напряжение, равное произведению ЗОВ на число длин среднего свободного пробега электронов, укладывающихся в зазоре.

Измеренная предлагаемым способом температура поверхности заготовки равняется 1490 С.

Пример 2. Измеряют температуру расплавленного титанового сплава ВТ5 в вакууме при давлении остаточных паров и газов - 10 мм рт.ст. 15

-Ф

Зазор между поверхностью расплава и измерительным электродом выбирают в пределах 5-10 мм, что составляет при»Ф мерно 10 средней длины свободного пробега электронов в вакууме. Для нагрева измерительного электрода используют импульсы напряжения с амплитудой около 500 В. Определяемая по предлагаемому способу температура расплава равняется 2150 С.

Формула изобретения

1. Способ измерения температуры, преимущественно для металлов и спла- ЗО вов при литье под давлением, заключающийся в размещении вблизи поверх-. ности контролируемого объекта измерительного электрода, нагреве его до температуры контролируемого объекта бомбардировкой ускоренными термоэл:.ктронами, эмиттированными с поверхности контролируемого объекта, осуществляемой путем подачи на измерительный электрод импульсов напряжения положительной полярности относительно контролируемого объекта, изме" рении термоэмиссионного тока между контролируемым объектом и измерительным электродом в паузах между импульсами нагрева и определении температуры контролируемого объекта по температуре измерит"ельного электрбда, измеренной в момент изменения направления термоэмиссионного тока в цепи электрод — объект, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения измерения температуры, величину зазора между поверхностью контролируемого объекта и измерительным электродом выдерживают в пределах от 10 до 10 средней длины свободного пробега электронов, величину тока нагрева измерительного электрода выбирают, обеспечивая в зазоре между ним и контролируемым объектом разность потенциалов, равную произведению 30-500 В на отношение величины зазора к средней длине свободного пробега электронов в зазоре.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что температуру измерительного электрода определяют, измеряя температуру среды в зазоре между ним и контролируемым объектом.