Устройство для поверки прибора измерения температуры

 

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для исследования характеристик аспирационных датчиков лучистого тепла, в том числе измеряющих радиационную температуру помещения. Цель изобретения - повышение эффективности устройства за счет обеспечения поверки прибора для измерения радиационной температуры в помещении. В режиме поверки погрешность определяется путем сравнения показаний термопар 7, укрепленных на зачерненных внутренних стенках 6 измерительной камеры 1, и исследуемого прибора. В выходном отверстии 16 измерительной камеры 1 смонтирован экран 5, выполненный из теплоизоляционного материала в виде тела вращения, например, с образующей в виде лемнискаты. Экран 5 перекрывает выходное отверстие 16 и образует с ним канал 19 для выпуска воздуха, причем площадь живого сечения канала 19 в месте наибольшего сужения не менее площади выходного отверстия 16. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (so4 С 01 К 15 00

1 L

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3—

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4246480/24-10 (22) 22.05.87 (46) 07.09.89. Бюл. У 33 (71) Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооруже-. ний (72) А.Л. Наумов, С.М, Шилклопер и И.Ф. Гимель (53) 536.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 322656, кл. С 01 К 15/00, 1969.

Линевег Ф..Измерение температур в технике. — М.: Металлургия, 1980, с.449-451.

„„SU„„1506299 А 1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ ПРИБОРА

ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для исследования характеристик аспирационных датчиков лучистого тепла, в том числе измеряющих радиационную температуру помещения. Цель изобретения — повышение эффективности устройства за счет обеспечения поверки прибора для измерения радиационной температуры в помещении, В режиме поверки погрешность определяется путем сравнения показаний датчиков темпера1506299

T ðII 7, укреплpIIíb>õ на зачерненных внутренних стенках 6 измерительной камеры 1,и исследуемого прибора.В выходном отверстии 16 измерительной камеры

1 смонтирован экран 5,выполненный из теплоизоляционного материала в виде тела вращения, например, с образуюИзобретение относится к термометрии и может быть использовано для исследования характеристик аспирационных датчиков лучистого тепла, в том 15 числе, измеряющих радиационную температуру помещения.

Цель изобретения — повышение эффективности устройства за счет обеспечения поверки прибора для измерения 20 радиационной температуры в помещении.

11а фиг. 1 изображено предлагаемое устройство с разделенными стенками и нагревателем; на фиг„ 2 — то же, со стенками и нагревателем, выполненны25 ми из электропроводного материала.

Устройство состоит из полой цилиндрической измерительной камеры 1, смесительной емкости 2, нагревателя 3, теплоизоляционного кожуха 4 и экрана

5. Внутренние стенки 6 измерительной камеры 1 зачернены и на них закрепJIeHbI соединенные между собой,(соединение не показано) датчики 7 температуры, Входное отверстие 8 изме- 35 рительной камеры 1 соединено с патруб-

1 ком 9 прибора для измерения радиационной температуры, содержащего так же вентилятор 10, подсоединенный нагнетающей частью к патрубку 9, нагре- 40 ватель 11 воздуха, расположенную внутри патрубка 9 экранированную термопару 12 и расположенную вне патрубка 9 термопару 13, вмонтированную в зачерненный нагревателып>й элемент 45

14, который расположен по оси патрубка 9 на расстоянии от него, равном

1-5,циаметрам патрубка 9. Длина измерительной камеры 1 составляет не менее девяти диаметров патрубка 9.

Смесительная емкость 2 заполнена жидкостью и в ней размещены смесители 15.

В выходном отверстии 16 измерительной камеры 1 смонтирован экран 5,выполненный из теплоизоляционного материала в виде тела вращения, например, с образующей в виде лемнискаты (фиг ° 1), Внутренняя поверхность 17 экрана 5 за-, чернена, а наружная поверхность 18 выщей в виде лемнискаты. Экран 5 перекрывает выходное отверстие 16 и образует с ним канал 19 для выпуска воздуха, причем площадь живого сечения канала 19 в месте наибольшего сужения не менее площади выходного отверстия

16. 1 s.ï. ф-лы, 2 ил, полнена зеркальной. Экран 5 перекрывает выходное отверстие 16 и образует с ним канал 19 для выпуска воздуха, причем площадь живого сечения канала

19 в месте наибольшего сужения должна быть выбрана не менее площади выходного отверстия 16. При изготовлении упрощенной конструкции внутренние стенки 6 и нагреватель 3 могут быть объединены в одно целое и выполнены из электропррводного материала 20, а экран 5 изготовлен в виде конуса (фиг.2). Крепление экрана 5 к внешней поверхности теплоизоляционного кожуха 4 осуществляется несколькими (предпочтительно тремя) кронштейнами

21, не загораживающими при этом канал 19.

Устройство предназначено для работы в двух режимах — поверки и тарировки прибора для измерения радиационной температуры.

В режиме поверки должна быть проверена работоспособность прибора путем установления соответствия фактической и паспортной погрешности его измерений в рабочем диапазоне. Поверку проводят следующим образом.

Входное отверстие 8 измерительной камеры 1 соединяют с патрубком 9 прибо ра, включают вентилятор 10, нагреватель 3, смесители 15 емкости 2 (или подают напряжение на электропроводный материал 20) и следят за изменением фиксируемой датчиками 7 температуры средней температуры внутренних стенок

6 измерительной камеры 1, При выходе на стационарный режим, характеризуемый постоянством показаний датчиков

7 температуры, включают нагреватель

11 воздуха и до тех пор увеличивают подаваемую на него мощность, пока не сравняются показания термопар 12 и 13.

Разность показаний этих термопар и датчиков 7 температуры характеризует фактическую погрешность прибора при установленной нагревателем 3 температуре внутренних стенок 6 измериJ 15 тельной камеры l. Описанные операции повторяют для различных температур внутренних стенок 6 во всем рабочем диапазоне измерения радиационной температуры прибора. Если хотя бы при одной температуре внутренних стенок 6 фактическая погрешность превышает паспортную, данный экземпляр прибора для измерения радиационной темперагурБ не пригоден к эксплуатации. Исходя из целей замера радиационной температуры в качестве паспортной погрешности целесообразно принять

0,5 С, а в качестве рабочего диапаэона — интервал от фактической тем— пературы воздуха в камеральном помещении до 60-80 Г. Минимальное количество замеров погрешности — три в начале, середине и конце рабочего диапазона.

В режиме тарировки должен быть получен тарировочный коэффициент, используемый при определении радиационной температуры прибором в тех случаях, когда температура воздуха помещения превышает радиационную температуру, причем значения этого коэффициента должны быть получены в рабочих диапазонах измерения как радиационной температуры, так и температуры воздуха помещения. Тарировку проводят следующим образом, Включают вентилятор 10, нагреватель 11 воздуха, смесители 15 и выводят на стационарный режим температуру внутренних стенок 6 измерительной камеры 1. Затем плавно увеличивают мощность, подаваемую на нагревательный элемент 14, пока не сравняются показания термопар 12 и 13, и определяют тарировочный коэффициент К иэ соотношения

06299 6 что обеспечивается различной мощностью, подаваемой на нагреватель 11 воздуха

1 и для различных температур внутрен5 ней поверхности 6 измерительной камеры 1 в рабочем диапазоне измерения прибором радиационной температуры, что обеспечивается различной мошностью, подаваемой на нагреватель 3.

19 Для обеспечения поверки и тариров-, ки прибора при измерении радиационной температуры должны выполняться следующие условия, Поверхности, окружающие термопару 13, должны быть

15 термоконстантными (в этом случае радиационная температура равна температуре этих поверхностей), Эти поверхности должны иметь максимальный коэффициент излучения. Влияние излу20 чения остальных поверхностей должно быть сведено к допустимому минимуму (это обеспечивает корректность измерений). Должен проводиться замер средней температуры термоконстантных

25 поверхностей. Должна быть обеспечена возможность изменения температуры этих поверхностей и сведено к минимуму влияние теплового потока от устройства на прибор, измеряющий радиаци30 онную температуру, а также исключено влияние внешних источников тепла на устройство. Устройство не должно оказывать существенного влияния на аэродинамическую схему прибора.

N (t, — tñ )(0ý81+0ý0lt ) 45 i, где N

t с мощность, подаваемая на нагревательный элемент 14, температура, регистрируемая термопарами 12 и 13; температура внутренних стенок 6 измерительной камеры 1, замеряемая датчиками 7 температуры, Описанные операции повторяют для различных температур воздуха, проходящего через измерительную камеру 1, в рабочем диапазоне измерения прибором температуры воздуха помещения, 35

Первое условие обеспечивается либо выполнением внутренних стенок 6 измерительной камеры 1 из электропроводного материала 20, либо размеще40 нием за этими стенками заполненной жидкостью емкости 2 со смесителями 15.

Второе условие обеспечивается тем, что внутренние стенки 6 измерительной камеры 1 зачернены, Третье условие обеспечивается тем, что длина цилиндрической измерительной камеры 1 составляет не менее девяти диаметров патрубка 9. Действи50 тельно, принимая паспортную погрешностьприбора равной 0,5 Г, устройство для поверки и тарировки этого прибора должно иметь погрешность не о более 0,1 С. Отсюда произведение коэффициента облученности с элементарной площадки нагревательного элемента 14 на площадку экрана 5 в выходном отверстии 16 измерительной камеры 1 cg,, на максимальную тем7 1506299 8 пературу экрана 5 t не должно

16 превышать 0,1: (2) с0,1

1 4-(ь 16

Поскольку работа устройства предполагается в камеральном помещении при t « = 25 С, а

Ч -6 1+(Ъ/R) .) (3) где Ъ вЂ” расстояние от термопары

13 до выходного отверстия

16

R . .— радиус выходного отверстия 16, величина b должна определяться из неравенства!

О!

Ъ вЂ” — 1 =15 8К= Rd (4)

0,1 20

Пятое условие обеспечивается варьированием мощности, подаваемой на нагреватель 3 или электропроводный материал 20.шестое условие — наличием теплоизоляционного кожуха 4, а седьмое условие — конструктивным исполненением .экрана 5, так выполнение внешней поверхности 18 зеркальной сводит к минимуму поступление на экран

5 лучистого тепла от внешних источников, изготовление экрана 5 из теплоиэапяционного материала уменьшает теплопередачу от поверхности 18 к внутренней поверхности 17, а зачернение поверхности 17 совместно с опусгде d — диаметр выходного отверстия

16.

Минимальное расстояние термопары

13 от отверстия 8 в приборе состав|ляет Id, откуда общая длина измерительной камеры 1 должна составлять не менее 8 + 1 = 9 диаметров патрубка 9, что и требовалость доказать.

Четвертое условие обеспечивается размещением на внутренней поверхности 6 измерительной камеры 1 датчиков 7 температуры, соединенных между собой таким образом, чтобы они показывали среднюю температуру этой поверхности, 35 канием боковых торцов экрана 5 ниже уровня выходного отверстия 16 препятствует облучению термопары 13 внешними источниками, что могло бы возникнуть при отражении лучей от внутренней поверхности 17.

Восьмое условие обеспечивается путем минимизации аэродинамического сопротивления при прохождении воздуха через измерительную камеру .1.Для этого тело вращения экрана 5 и ответная часть канала 19 выполнены с образующей в виде лемнискаты и, кроме того, отсутствует сужение проходного сечения на выходе воздуха из измерительной камеры l для чего плоf щадь живого сечения канала 19 в месте наибольшего сужения выбрана не менее . площади выходного отверстия 16.

Формула изобретения

1. Устройство для поверки прибора измерения температуры, содержащее измерительную камеру с выходным отверстием и зачерненными термоконстантными стенками и установленные на внутренней поверхности измерительной камеры датчики температуры и нагреватель внутренней поверхности, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности устройства за счет обеспечения поверки прибора для измерения радиационной температуры в помещении, оно снабжено экраном, выполненным из теплоизоляционного материала в виде тела вращения с диаметром, превышающим диаметр выходного отверстия с обраэо7 ванием канала между торцами экрана и выходного отверстия измерительной камеры.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что экран выполнен с образующей в виде лемнискаты, а площадь живого сечения канала в месте наибольшего сужения не менее площади выходного отверстия измерительной камеры, причем внутренняя поверхность экрана зачернена, а наружная выполнена зеркальной.

1506299

77

Составитель Л. Балянина

Редактор И. Горная Техред Л.Олийнык

Корректор Т. Колб

Заказ 5955 Тираж 573 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уагород, ул. Гагарина, 101