Датчик для измерения скорости уноса теплозащитного материала

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при отработке и эксплуатации теплозащитных материалов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем определения режима прогрева по толщине теплозащитного материала . Указанная цель достигается тем, что в светопроэодном стержне датчика по его высоте выполнены выемки. Проекции выемок на торец стержня расположены симметрично и не перекрывают друг друга. Выемки заполнены материалом с эффектом просветления при фиксированной температуре, например фторопластом. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s» 5 63 01 N 21/88

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4836510/25 (22) 06.04,90 (46) 23.08.92. Бюл. ¹ 31 (71) Московский институт теплотехники (72) Л.А.Кокурйн (56) Патейт CLUA № 3397318, кл. 250-227, 1965.

Авторское свидетельство СССР:

¹ 1317336, кл. G 01 и 21/88, 1985. (54) ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

УНОСА ТЕПЛОЗАЩИТНОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть исИзобретение относится к контрольйоиэмерительной технике и может быть использовано при измерении параметров разрушения асбопластиков, стеклопластиков, углепластиков и других теплозащитных материалов, применяемых в машиностроении, теплофизике. доменном производстве и других областях науки и техники с использованием метрологии, где материалы выполняют функцию пассивной тепловой защиты.

Известны датчики для измерения уйоса теплозащитного материала (ТЗМ), содержащие датчик на основе сапфирового стержня с фотопреобразователем, который позволяет в момент засветки стержня регистрйровать унос ТЗМ. Для измерения скорости уноса ТЗМ требуется несколько стержней или световодов.

Известен датчик измерения толщййы находящегося в высокотемпературном газе

ТЗМ, который содержит световод (светооп,, Ж„„175о807 Al пользовано при отработке и эксплуатации теплозащитных материалов. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем определения режима прогрева по толщине теплозащитного материала. Указанная цель достигается тем, что в светопроводйом стерЖйе датчика по его высоте выполнены выемки. Проекции выемок на торец стержня расположены симметрично и не перекрывают друг друга. Выемки заполнены материалом с эффектом просветления при фиксированной температуре, например фторопластом. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. тический стержень) с размещенными по его высоте поперечными Выемками (проточками), полость которых заполнена светорассеиватощим материалом, например; пористой керамикой. Датчик позволяет уменьшить требуемое количество Световодов, так как обеспечивает йолучение информации не только в момент выхода световода в га, но и позволяет измерять унос в процессе совместного разрушения световода с Т3М.

Датчик с проточками подвергается длительное время воздействию высокой температуры, при этом может изменяться прозрачность световода за счет появлейия пузырей, помутнения и т,д., вызывая дополнйтел ьную погрешность йэмеренйя . Кроме того, известный датчик не позволяет измерять прогрев ТЗМ, что также является недо- . статком в свете общих требований к датчиковай аппаратуре. Одновременное измерение уноса и прогрева ТЗМ с помощью одного датчика повышает эффективность

1756807 системы измерения и позволяет более точ- териал становится прозрачным н инфракно сравнивать данные методик расчета с расной области спектра, То произойдетувеэкспериментальным ентальными результагами, личение световой энергии и рост выходного

Целью изобретения является расшире- сигнала с датчика. После этого к выемке ние функциональных вазможностей путем 5 начинает приближаться фронт уноса и в моопределения режима прогрева по толщине мент выхода ее на поверхность Т3М сигнал теплозащитнаго материала, дополнительно увеличится за счет уноса неУказаннаяцельдастигаетсятем,что вы- прозрачного слоя стержня и допалнительемки в светоноде выполнены таким абра- наго увеличения световой энергии в зам, что их проекции на торец стер>кня 10 ультрафиолетовой области спектра. В порасположены равномерно по окружности следующем, нижняя поверхность выемки беэ пересечений и равны между собой, при оплавится и потеряет светопрозрачные этом полости выемок заполнены материа- свойства и сигнал с датчика уменьшится лом с эффектом просветления при фиксиро- пропорционально уменьшению интенсивванной температуре. В датчике профиль 15 ности света от световада. выемок в сечении. перпендикулярном оси Проходя последовательно нсе выемки, стержня, выполнен лункаабразным, абра- фронты прогрева (с заданной изотермичезаванным внутренней и наружной дугами ской температурой) и уноса вызывают скачокружности с радиусом. равными радиусу кообразное изменение выходного сигнала. стержня, В датчике н качестве материала с 20 Таким образом, повышается точность измеэффектом просветления при фиксирован- рения унаса ТЗМ, производительность конной температуре йспальзонан фторапласт. траля за счет выполнения специальных

На фиг. 1 иабражен датчик, введенный выемок, заполненных материалом с эффектом просветления. Если в качестве такого

Датчик для измерения скорости унаса 25 материала используется фторопласт, то теплозащитного материала содержит ис- имеется возможность регистрации прохожследуемый теплозащитный магериал 1, дения па толщине Т3М изатерм с темперапонерхность 2 разрушения ТЗГЛ, свето- турай 327 С. Чтобы качество измерения прозрачный стержень3,лункаобразные ны- было достаточнр высоким, необходимо шаг е лки 4 в стержне, например, в ниде части 30 размещения выемокнсветоводеиихтолщикруга одного радиуса с равной площадью, ну выполнить из условия падения темпераматериал 5, изменяющий свою снетопроз- туры разрушенияи прогрева T3M,исключив рачность при фиксированной температуре одновременное срабатывание двух выемок (фотопласт, замутненное органическое с материалом или оплавление двух стенок стекло и другие), защищаемую конструкцию 35 одной выемки.

6, фотоэлектрический преобразователь 7и Чтобы добиться высокой степени повтоэлектрические провода 8. ряемасти сигналов, р, измерений профиль

Датчик работает следуощим образам. выемок в сечении, перпендикулярном оси

По мере воздействия на ТЗМ высоко- светонада (стеря ня), выполнен лункообразтемпературного газа ан начинает прогре- 40 ным,образованным ннутреннейинаружной ваться, а когда темйература на поверхности дугамл окружности с радиусами, равными

2достигнеттемпературыразрушения,мате- радиусу стержня, При этом повышается риал начинает уноситься, уменьшаясь по удобство компоновки выемок. толщине. Постепенно поверхность разру- Дополнительная информация о темпешения приближается к торцу светавада. В 45 ратуре прогрева ТЗМ позволяет качестненмомент выхода торца светонода B газовый но сравнивать методики расчета поток световая энергия, передаваемая на разрушения материала тепловой защиты. фотопреобразователь 7, достигает макси- При этом сохраняются габариты датчиков. мального значения, при этом с фотапреаб- Кроме того, повышается эффективность изразонателя 7 снимается максимальный мерений и конкурентноспособность систевыходной сигнал, По мере продвижения 50 мы измерения с использованием датчиков франта прогрева и уноса по ТЗМ сигнал с на основе снетонодон, датчика уменьшается, так как от интенсин- . Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ного прогрева, например, свыше 1000 С, 1, Датчик для измерения скорости уноса часть светавода под его торцам потеряют теплазащитнаго материала, включающий свои светопрозрачные свойства за счет по- 55 круглый снетопрозрачный стержень с размутнения, расплава, появления пузырей и мещеннымл по его высоте поперечными т.д. Однако, когда фронт прогрева достиг- выемками и фотоэлектрический преобранет первой выемки и на ней температура заватель, оптически сопряженный с одним достигнет температуры, при которой ее ма- из торцов стержня, о т л и ч а ю ui u и с я

5 1756807

j lj

A-А

Составитель Л. Кокурин

Техред М.Моргентал Корректор И. Муска

Редактор Н. Рогулич

Заказ 3085 Тираж Подписное

ВНИИПИ 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 тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем определения режима прогрева по толщине теплозащитного материала, выемки выполнены таким образом, что их проекции на торец стержня расположены равномерно по окружности без пересечений и равны между собой, при этом полости выемок заполнены материалом с эффектом просветления при фиксированной температуре..

2. Датчик по и. 1, о т л и ч à ю шийся тем, что профиль выемок в сечении, перпендикулярном оси стержня, выпОлнен лункообразным, образованным внутренней и наружной дугами окружности с радиусами, 5 равными радиусу стержня.

З.Датчик по п.1,отл ича ю щи йся тем, что в качестве материала с эффектом просветления при фиксированной темпера-: туре использован фторопласт.