Устройство для индикации и контроля за изменением температуры

 

Использование: измерительная техника, для индикации и контроля за изменением средней температуры в контролируемом объекте за длительный промежуток времени. Сущность изобретения: изобретение позволяет существенно уменьшить тепловую инерцию устройства, получить более достоверные данные о средней температуре за контролируемый промежуток времени и улучшить эксплуатационно-технические характеристики за счет снижения запаса шариков, необходимых для фиксации средней температуры за контролируемый промежуток времени. Цель достигается тем, что датчик температуры, выполненный в виде резервуара с термочувствительной жидкостью, помещен в колбу термоса. Колба термоса помещена в метеорологический шкаф. Термос залит солевым раствором. Сверху датчик температуры укрепляют в корковой или пенопластовой пробке, а на кончик датчика температуры, который будет соприкасаться с дном колбы, надевают трубку. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для индикации и контроля за изменением средней температуры в контролируемом объекте за длительный промежуток времени.

В устройстве [1] , содержащем датчик температуры, выполненный в виде резервуара, заполненного термочувствительной жидкостью, с выходным цилиндрическим патрубком, нижняя часть которого расположена внутри резервуара, а верхняя - за его пределами, передаточный механизм, выполненный в виде штока с внутренней полостью и прорезью на боковой поверхности, расположенного в выходном цилиндрическом патрубке резервуара с возможностью перемещения вдоль него, верхний конец штока снабжен зубчатыми рейками, связанными с шестернями подзавода часового механизма, выполненного с крыльчаткой на его выходе, а регистратор выполнен в виде контейнера, заполненного шариками, с закрепленной в его нижней части выходной направляющей, трубкой с прорезью для лопаток крыльчатки, и пенала с ячейками, снабженными каналами прямоугольного сечения, выходные торцы которых размещены на образующей штока с возможностью поочередного сопряжения с прорезью штока, во внутренней полости которого размещен конец выходной направляющей трубки.

Недостатком такого устройства является высокая тепловая инерция, сложность в обработке полученных результатов при определении средней температуры.

Кроме того, для многих объектов часто требуется знать не весь спектр значений температур, действующих в процессе эксплуатации, а только значение средней температуры. В этих случаях, особенно когда период эксплуатации объекта достаточно длителен, применение вышеприведенного устройства мало оправданно, так как контейнер, заполненный шариками, должен быть достаточно больших размеров.

Целью изобретения является уменьшение тепловой инерции устройства, получение более достоверных данных о средней температуре за контролируемый промежуток времени и улучшение эксплуатационно-технических характеристик.

Цель достигается тем, что датчик температуры помещен в колбу термоса, заполненную солевым раствором, закрытого сверху корковой или пенопластовой пробкой.

Новым в техническом решении является то, что чувствительный элемент, выполненный в виде резервуара с термочувствительной жидкостью, размещен в термосе, защищенном от дождя и лучей солнца, заполненном солевым раствором, что позволяет существенно снизить тепловую инерцию устройства и получить более достоверные данные о средней температуре за контролируемый промежуток времени.

На фиг. 1 представлено устройство для индикации и контроля за изменением температуры.

Устройство для индикации и контроля за изменением температуры состоит из датчика температуры, выполненного в виде резервуара 1 с термочувствительной жидкостью, помещенного в колбу 2 термоса. Колба термоса помещена в метеорологический шкаф 3, т.е. в ящик, защищающий прибор от дождя и лучей солнца. Заливают термос солевым раствором 4 (100...200 г поваренной соли на 1 л воды), такой раствор не замерзает до минус 9...13^оС. Чтобы соль растворилась, воду нагревают и выдерживают раствор несколько часов в емкости, затем заливают им термос. Сверху датчик температуры укрепляют в корковой или пенопластовой пробке 5, а на кончик датчика температуры, который будет соприкасаться с дном колбы 2, надевают трубку 6. В верхней части резервуара 1 закреплен выходной цилиндрический патрубок 7, передаточный механизм, выполненный в виде штока 8 с внутренней полостью 9 и расположенными на наружной поверхности зубчатыми рейками 10, часовой механизм 11 для обеспечения равномерного вращения крыльчатки 12 путем его подзавода от контактирующих с зубчатыми рейками шестерен 13, регистратор, выполненный в виде контейнера 14, заполненного шариками 15 и имеющего в нижней части выходную направляющую трубку 16, обеспечивающую проход шариков из контейнера 14 в пенал 17 с ячейками, в нижней части которых имеются винтовые пробки 18.

Устройство для индикации и контроля за изменением температуры работает следующим образом.

Заводится часовой механизм 11, при этом крыльчатка 12 приводится во вращение и своими лопатками захватывает один из шариков 15, находящийся в контейнере 14. По истечении определенного промежутка времени крыльчатка 12 поворачивается, освобождает шарик 15 и подает его в направляющую трубку 16. Шарик 15 под действием силы тяжести по направляющей трубке 16, внутренней полости 9 штока 8 и каналу 19 прямоугольного сечения поступает в ячейку пенала 17.

При изменении температуры наружного воздуха на 10...20^о температура раствора в термосе меняется на несколько единиц градуса, что приводит к увеличению (уменьшению) температуры объема жидкости в резервуаре 1 с термочувствительной жидкостью, что вызывает возрастание (убывание) сил, действующих на нижний торец штока 8, вследствие чего шток 8 перемещается вверх (вниз), тем самым соединяя контейнер 14 через выходную направляющую трубку 16, внутреннюю полость 9 и канал прямоугольного сечения 19 с соответствующей отнесенной к данной температуре ячейкой пенала 17 и посредством зубчатых реек 10 приводя во вращение шестерни 13 подзавода часового механизма 11, обеспечивающие подзавод часового механизма при движении штока 8 как вверх, так и вниз. Часовой механизм 11 посредством крыльчатки 12 обеспечивает дискретную (через определенные промежутки времени) подачу шариков 15 в направляющую трубку.

По истечении фиксированного промежутка времени производится поочередное извлечение шариков из ячеек пенала после вывинчивания винтовых пробок; при этом подсчитывается количество шариков в каждой ячейке, по которому осуществляется индикация серии измерений средней температуры.

Характер изменения температуры в контролируемом объекте в течение суток приведен на фиг. 2, где 20 - температура наружного воздуха; 21 - температура внутри колбы с солевым раствором.

Из приведенного графика видно, что в 13 ч устройство для индикации и контроля за изменением температуры показало среднюю температуру суток в контролируемом объекте.

Изобретение обладает следующими техническими преимуществами.

Уменьшается тепловая инерция устройства для индикации и контроля за изменением температуры за счет того, что датчик температуры, выполненный в виде резервуара с термочувствительной рабочей жидкостью, помещен в колбу термоса, заполненную солевым раствором; получаются более достоверные данные о средней температуре за контролируемый промежуток времени за счет того, что при изменении температуры наружного воздуха на 10...20^о температура раствора в термосе меняется на доли градуса.

Уменьшение тепловой инерции устройства позволяет существенно улучшить эксплуатационно-технические характеристики изобретения за счет снижения запаса шариков, необходимых для фиксации средней температуры за контролируемый промежуток времени, что существенно облегчает обработку полученных данных и повышает точность производимых измерений.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИКАЦИИ И КОНТРОЛЯ ЗА ИЗМЕНЕНИЕМ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее датчик температуры, выполненный в виде резервуара, заполненного термочувствительной жидкостью, с выходным цилиндрическим патрубком, нижняя часть которого расположена внутри резервуара, а верхняя - за его пределами, передаточный механизм, выполненный в виде штока с внутренней полостью и прорезью на боковой поверхности, расположенного в выходном цилиндрическом патрубке резервуара с возможностью перемещения вдоль него, верхний конец штока снабжен зубчатыми рейками, регистратор, выполненный в виде контейнера, заполненного шариками, с закрепленной в его нижней части выходной направляющей трубкой с прорезью для лопаток крыльчатки, и пенала с ячейками, снабженными каналами прямоугольного сечения, выходные торцы которых размещены на образующей штока с возможностью поочередного сопряжения с прорезью штока, во внутренней полости которого размещен конец выходной направляющей трубки, и часовой механизм, выполненный с крыльчаткой на его выходе и связанный шестернями подзавода с зубчатыми рейками верхнего конца штока передаточного механизма, отличающееся тем, что датчик температуры помещен в колбу введенного термоса, заполненную солевым раствором и закрытую сверху корковой или пенопластовой пробкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2