Устройство для измерения температуры поверхности, находящейся под электрическим напряжением

Изобретение относится к области измерения температуры поверхности. Устройство содержит корпус, в котором установлен микроэлектронный датчик температуры. Корпус выполнен из фарфора и имеет специальную форму, уменьшающую вероятность поверхностного разряда. Нижний торец корпуса снабжен металлическим вкладышем, имеющим отверстие с резьбой, и крепится к поверхности с помощью винта. Устройство позволяет измерять температуру поверхности, находящейся под высоким напряжением, например шины. 1 ил.

 

Изобретение относится к области измерения температуры поверхности (к контактной термометрии).

Известно устройство для измерения температуры (а.с. СССР №53463, 1937 г.), содержащее наконечник с термопарой и корпус для крепления наконечника.

Недостатком такого устройства является невозможность его использования для измерения температуры поверхности, находящейся под электрическим напряжением, так как корпус и наконечник являются проводниками электротока, а также незащищенность термопары от электрического поля такой поверхности.

Известно устройство для измерения температуры поверхности (а.с. СССР №513271, 1975 г.) - ближайший аналог, содержащий наконечник с термопарами, корпус для крепления наконечника, выполненный в виде стакана с крышкой, изготовленными из ферромагнитного материала, в который помещен наконечник с термопарами.

Недостатками такого устройства являются - незащищенность устройства от электрического пробоя при измерении температуры поверхности, находящейся под электрическим напряжением, а также подверженность термопар наводкам от электрического поля, которые по амплитуде (при высоком напряжении поверхности) будут значительно превышать ЭДС термопары.

Целью заявляемого изобретения является создание устройства, позволяющего производить измерение температуры поверхности, находящейся под электрическим напряжением.

Поставленная цель достигается за счет того, что в предлагаемой конструкции устройства используется корпус, выполненный из фарфора, являющегося электроизоляционным материалом (электрическая прочность 6÷10 кВ/мм), имеющий специальную форму, защищающим датчик от поверхностного разряда.

Верхний торец корпуса снабжен при отливке металлическим вкладышем, на котором закреплен микроэлектронный датчик с преобразователем. Нижний торец корпуса также снабжен при отливке металлическим вкладышем, имеющим отверстие с резьбой для крепления к поверхности, находящейся под электрическим напряжением, например - к шине. Корпус крепится к шине через просверленное в ней отверстие винтом, что обеспечивает плотность прижатия нижнего торца корпуса к поверхности шины, обеспечивая меньшее термическое сопротивление контакта. Специальная форма корпуса снижает вероятность поверхностного разряда, защищая от него микроэлектронный датчик температуры.

Такая конструкция устройства позволяет осуществлять измерение температуры поверхности, находящейся под электрическим напряжением, обеспечивая электроизоляцию датчика от электрического пробоя, в то же время материал корпуса (фарфор) обладает хорошей теплопроводностью, что обеспечивает малую инерционность передачи тепла от поверхности измерения к датчику, а сам датчик не подвержен наводкам от электрического поля шины.

Таким образом, при реализации данного технического решения достигается технический результат, заключающийся в обеспечении замеров температуры поверхности, находящейся под электрическим напряжением, за счет использования микроэлектронного датчика, установленного на металлическом вкладыше, заложенном при отливке в верхний торец корпуса, а в нижнем торце корпуса заложен при отливке вкладыш, имеющий отверстие с резьбой для крепления к поверхности, температура которой измеряется. Специальная форма корпуса защищает датчик от поверхностного разряда.

Анализ аналогов показал, что заявленное техническое решение является новым. Новизна решения заключается в использовании фарфорового корпуса, имеющего специальную форму, защищающую установленный на верхнем торце корпуса на закладном металлическом вкладыше микроэлектронный датчик с преобразователем от поверхностного разряда, а нижний торец корпуса также имеет металлический вкладыш с отверстием, снабженным резьбой, что позволяет осуществлять плотное прижатие корпуса к поверхности, температура которой измеряется с помощью винта, обеспечивая тем самым низкое термическое сопротивление между корпусом и поверхностью измерения. Хорошая теплопроводность фарфора позволяет осуществлять передачу тепла от поверхности измерения к датчику с малой инерционностью.

Таким образом, заявляемое техническое решение характеризуется новой совокупностью существенных признаков дающих положительный эффект и обладает признаками соответствия критерию «изобретательский уровень».

На чертеже изображено предлагаемое устройство, содержащее фарфоровый корпус 1, имеющий специальную форму. Верхний торец 2 корпуса 1 снабжен при отливке металлическим вкладышем 3, на котором закреплен микроэлектронный датчик 4 (с преобразователем). Нижний торец корпуса 1 также снабжен (при отливке) металлическим вкладышем 5 с отверстием 6, имеющим резьбу 7. Корпус крепится к поверхности, температура которой измеряется, например, к - шине 8 винтом 9.

Устройство работает следующим образом. Подготовленный к работе корпус 1 (оснащенный микроэлектронным датчиком 4 с преобразователем), устанавливается на обесточенную шину 8, в которой заранее просверливается отверстие для прохода винта 9, который ввинчивается в отверстие 6 корпуса 1, прижимая плотно корпус к шине 8. На шину 8 подается напряжение. Тепловая энергия от шины 8 передается через вкладыш 6 корпусу 1 и по нему через вкладыш 3 микроэлектронному датчику 4, который подключается к регистрирующему прибору, например к компьютеру (не показан). Специальная форма корпуса защищает датчик температуры от поверхностного разряда за счет увеличения поверхности фарфорового корпуса.

Предлагаемое устройство является промышленно применимым, так как не содержит в себе деталей, представляющих сложность при их изготовлении и сборке устройства. Монтаж устройства на поверхности измерения (на шине) также не вызывает затруднений.

Предлагаемое устройство по принципу действия, обеспечиваемому новой совокупностью существенных признаков, позволяет осуществлять измерение температуры поверхности, находящейся под электрическим напряжением.

Источник информации

1. Электротехнический справочник, М., Энергоатомиздат, 1985.

Устройство для измерения температуры поверхности, находящейся под электрическим напряжением, содержащее корпус, отличающееся тем, что корпус выполнен из фарфора и имеет специальную форму, уменьшающую вероятность поверхностного разряда, верхний торец корпуса снабжен металлическим вкладышем, на котором закреплен микроэлектронный датчик с преобразователем, нижний торец корпуса также снабжен металлическим вкладышем, имеющим отверстие с резьбой, корпус прикреплен к поверхности, находящейся под электрическим напряжением, например к шине.