Устройство для измерения температуры поверхности электропроводного тела

 

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность измерения при одновременном увеличении поверхностного разрешения. Измерительный электрод окружен электроизолированным от него экраном и имеет на своей рабочей поверхности выступ с закругленным торцом. При возникновении пробоя в разрядном промежутке между выступом и контролируемой электропроводной поверхностью измеряют напряжение пробоя, пропорциональное температуре тела. 1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я G 01 К 7/40, 13/08

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4605030/10 (22) 14.11.88 (46) 30.08.91. Бюл. N. 32 (71) Институт электродинамики АН УССР (72) И.В.Божко, А.В.Примак, Ю.В.Сердюк, Н.И.Фальковский и О,А.Геращенко (53),536.52 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 11557788552211, кл. G Ol К 13/08, 1987, Авторское свидетельство СССР

М1377620, кл. G Ol К 7/40. 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОГО ТЕЛА

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для бесконтактного измерения температуры поверхности нагретого до 2000 К тела, находящегося в газовой среде.

Цель изобретения повышение точности при одновременном увеличении локальности измерения.

На чертеже представлено предложенное устройство в разрезе.

Устройство для измерения температуры поверхности электропроводного тела содержит измерительный электрод 1, закрепленный на нем через электроизолятор экран 2, источник 3 высокого напряжения и измеритель 4 напряжения пробоя.

Электрод 1 выполнен из металла (например, нержавеющей стали). что позволяет использовать его при нагреве в тепловом поле контролируемой поверхности. С целью исключения краевого эффекта кромки электрода закруглены. На рабочей поверхности электрода диаметром 0(например, 10-16мм) имеется выступ высокой h (напри,,5LJ„„1673085 А1 (57) Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность измерения при одновременном увеличении поверхностного разрешения. Измерительный электрод окружен электроизоRèðованным от него экраном имеет на своей рабочей поверхности выступ с закругленным торцом, При возникновении пробоя в разрядном промежутке между выступом и контролируемой электропроводной поверхностью измеряют напряжение пробоя, пропорциональное температуре тела. 1 ил, мер, 2мм) и диаметром основания d < 0,50.

Кончик выс1упа закруглен радиусом r. С

Величина диаметра D определяет наибольшее расстояние д, на котором может находиться электрод от поверхности тела

5, чтобы при этом электрическое поле в рабочем промежутке оставалось однородным. На практике это выполняется при условии О 4 д.

Выступ на плоской рабочей поверхности электрода создает в разрядном промежутке область с повышенной напряженностью электрического поля, тем самым локализуя место пробоя на контролируемой поверхности 5 участком, находящимся под выступом. Это позволяет повысить поверхностное разрешение измерений и уменьшить статический разброс пробивных напряжений, что приводит к повышению точности измерений.

Экран 2 стабилизирует тепловое поле в рабочем промежутке вследствие исключения влияния напробой случайных потоков нагретого газа, 1673885

При выборе величины д. необходимо исходить из того, что как при слишком малых, так и при слишком больших д. точность измерения снижается. Кроме того, при больших д. для работы устройства требуются слишком высокие напряжения источника 3, Выбор параметров выступа: h/d « 2;

0,5 б r 0,025 D (r > Ото ) диктуется требованием не допускать при работе устройства резко неоднородного электрического поля, В этом случае вместо пробоя всего промежутка на выступе будет возникать коронный разряд, Выступ может быть цилиндрическим, полусферическим или конусообразным.

Минимальный разброс пробивных напряжений обеспечивается при h/d 0,5, r d/2.

Экран 2 изготовлен из высокотемпературного материала, коэффициент линейного расширения которого примерно такой же, как и у материала электрода !. За счет этого исключаются температурные изме5

2-Змм) между торцом выступа электрода и поверхностью 5. Торец экрана 2 должен выступать за поверхность электрода 1 на расстояние I, которое удовлетворяет условиям h < I< 0,25D, При > !т размах пульсаций выходного сигнала устройства монотонно снижается, достигая минимума при отсутствии зазора между экраном и поверхностью контроля (!=0,25 D), что является особенно желательным для неподвижной поверхности, когда нет необходимости в опорных наконечниках 6, 15

Для исключения влияния экрана на пробой рабочего зазора д, диаметр экрана должен быть не менее 1,75 О. На торце экрана 2 закреплены три полусферических

30 рения величины рабочего зазора до(Do= наконечника 6 из твердого материала,через которые электродный узел опирается на движущуюся поверхность 5, скользя по ней, Прижатие электродного узла к контролируемой поверхности осуществляется пружиной 7 через шаровой шарнир 8.

Электрод I подключен к источнику 3 высокого напряжения и измерителю 4 напряжения пробоя, Устройство для измерения температуры поверхности электропроводного тела работает следующим образом, К контролируемой поверхности присоединяют второй выход источника 3 высокого напряжения, устанавливают на поверхность тела 5 электродный узел, включают источник 3 высокого напряжения, измерителем 4 определяют напряжение пробоя и по градуировочной кривой для зазора до находят температуру поверхности, Фо рмула изобретения

Устройство для измерения температуры поверхности электропроводного тела, содержащее измерительный электрод, подключений к источнику высокого напряжения и соединенный с измерителем напряжения пробоя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности при одновременном увеличении локальности измерения, в него введен экран, расположенный коаксиально измерительному электроду и закрепленный на нем через введенный электроизолятор, а на рабочей поверхности измерительного электрода выполнен выступ, при этом h/d S 2;

0 5dR r 2» 0.025 0; h, где d - диаметр основания выступа; h - высота; r - радиус закругления торца выступ - расстояние между рабочей поверхностью измерительного электрода и торцом экрана; 0- диаметр измерительного электрода.

Составитель Н.Соловьева

Редактор Т.Орловская Техред М.Моргентал Корректор С.Черни

Заказ 2911 Тираж 381 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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