Устройство для измерения высоких температур

 

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность измерения т-ры при одновременном расширении его диапазона. Теплопровод представляет собой тепловую трубу 4 с теплоносителем 6 в зоне 5 испарения . Герметичная капсула 2, в которой размещена термопара 1 с выводами 7, заключенными в трубках 8, защищает термоэлемент от агрессивного (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОРИА ЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111 (11 4 G Ol К 7/04 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3711488/24-10 (22) 07.03.84 (46) 07 ° Ol 88. Бюл. В 1 (71) Алма Атинский энергетический институт (72) Б. Б. Аспандияров, У. Б. Ашимов и А. М, Достияров (53) 536.532(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(1113685, кл. G 01 К 13/02, 1981.

Авторское свидетельство СССР

В 408169, кл. G 01 К 7/02, 1971. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ BbICOКИХ ТЕМПЕРАТУР (») Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность измерения т-ры при одновременном расширении его диапазона. Теплопровод представляет собой тепловую трубу 4 с теплоносителем 6 в зоне 5 испарения. Герметичная капсула 2, в которой размещена термопара 1 с выводами 7, заключенными в трубках 8, защищает термоэлемент от агрессивного

1364907

15 воздействия теплоносителя, Закрепленный на трубках 8 щиток 9 предотвращает попадание капель сконденсированного пара теплоносителя 6 на капИзобретение относится к технике температурных измерений и предназначено для измерения высоких температур расплавов, различных агрессивных сред.

Цель изобретения — повышение точности измерения при одновременном расширении его диапазона.

На чертеже представлено устройство, общий вид.

Устройство для измерения высоких температур содержит термоэлемент термопару 1 (например, типа хромелькопель), размещенную в герметичной капсуле 2 и расположенную в зоне теплоотдающей поверхности теплопровода— в зоне 3 конденсации тепловой трубы

4, выполненной например из нержавеющей жаропрочной стали, в зоне 5 испарения которой находится теплоноситель 6, в качестве которого может быть использован жидкий металл (натрий, калий). Выводы 7 термопары 1 заиэолированы и размещены в трубках

8 ° герметиэированных в стенках герметичной капсулы 2 и тепловой трубы 4.

На трубках 8 закреплен щиток 9, предотвращающий попадание капель сконденсированного пара теплоносителя

6 на герметичную капсулу 2, служащую для защиты термоэлемента от агрессивного воздействия теплоносителя ° B ряде случаев, когда дополнительный подвод тепла в зоне 10 переноса тепловой трубы 4 нарушает процесс циркуляции теплоносителя 6, устройство дополнительно снабжают экраном 11, устанавливаемым соосНо тепловой трубе

4 до уровня теплоносителя, находящегося в зоне 5 испарения тепловой трубы 4. Экран 11 может быть выполнен в виде отражателя излучений из тепло изоляционного материала. Процесс испарения теплоносителя 6, переноса его

45 сулу 2, Т-ру рабочей среды 13 определяют по измеренному значению т-ры насыщенного пара теплоносителя 6 в зоне 3 конденсации тепловой трубы4. 1 ил. паров в зону 3 конденсации и конденсации пара теплоносителя происходит по замкнутой схеме путем переноса теплоносителя 6 с помощью капиллярных сил в фитиле 12, выполненном например в виде сетки из нержавеющей стали и установленном изнутри вдоль корпуса тепловой трубы 4.

Высокие температуры кипения теплоносителя 6 позволяют создавать при измерении сверхвысоких температур низкие давления пара в тепловой трубе 4, что повышает надежность и ресурс ее работы, При использовании предлагаемого устройства измерения высоких температур в квазистационарных условиях с термовсплеском температуры среды 13 заменяются на замер устойчивых, стабильных во времени измерений пониженных значений температуры насыщенного пара теплоносителя 6 ° В зоне 3 конденсации тепловой трубы температура пара теплоносителя 6 равна температуре его кипения, которая зависит только от физических свойств теплоносителя и рабочего давления в тепловой трубе, задаваемого темпом охлаждения зоны 3 конденсации тепловой трубы.

В свою очередь темп охлаждения из-за наличия термического сопротивления стенки тепловой трубы в зоне 5 кипения (испарения) задает меньший единицы коэффициент трансформации температур. Таким образом,,температура измеряемой среды 13 выше, чем температура кипения теплоносителя в тепловой трубе, что позволяет использовать в устройстве вместо дорогостоящих термопар WRe такие сравнительно дешевые термопары как хромель-копель и лромель-алюмель, имеющие высокую чувствительность. Благодаря тому, что измеряется температура фазового пе!

364907

Формула изобретения

Составитель Н. Соловьева

Редактор В. Данко Техред М,Дидык Корректор М. Демчик

Заказ 6585/33

Тираж 607 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 рехода пар — жидкость, одновременно обеспечивается термостатирование термопары 1 в насыщенном паре теплоносителя 6 в зоне 3 конденсации теп5 ловой трубы. Наличие процесса испарения теплоносителя в теплопроводе повышает эффективную теплопроводность процесса теплопереноса, что позволяет контролировать колебания температуры среды .

Устройство для измерения высоких температур работает следующим образом.

Зону 5 испарения тепловой трубы

4 помещают в рабочую среду 13 (расплав огнеупорного материала), температура которой подлежит измерению.

При этом в зоне 5 испарения будет происходить процесс парообразования, и чем выше температура рабочей среды 13, тем выше температура теплоносителя 6 и выше его давление в зоне 3 конденсации тепловой трубы 4 при установившемся режиме конденса- 25 ции. Таким образом, между температурой рабочей среды 13 и температурой насыщенного пара теплоносителя 6 имеется однозначная строгая взаимосвязь, определяемая при тарировке устройства по фиксированному закону охлаждения, который остается таким же и в процессе измерения. По тарировочной зависимости, по измеренному значению температуры насыщенного пара теплоносителя 6 в зоне 3 конденсации тепловой трубы 4 определяют значение тем пературы рабочей среды 13.

При измерении зона 5 испарения тепловой трубы 4 может находиться в рабочей среде 13 как угодно долго, так как в ней обеспечивается устойчивый теплоотвод, связанный с непрерывно протекающим процессом парообразования.

Устройство для измерения высоких температур, содержащее теплопровод, внутри которого в зоне его тенлоотдающей поверхности установлена термопара, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения при одновременном расширении его диапазона, в устройство вве дены герметичная капсула и щиток, при этом теплопровод выполнен в виде тепловой трубы, термопара размещена в герметичной капсуле, а выводы термопары — в трубках, герметизиро» . ванных в стенках тепловой трубы и герметичной капсулы, над которой размещен щиток, закрепленный на трубках.