Датчик температуры



Датчик температуры
Датчик температуры
Датчик температуры

 


Владельцы патента RU 2607338:

Общество с ограниченной ответственностью "Производственная компания "ТЕСЕЙ" (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении температуры газообразных, жидких и твердых сред. Предложен датчик температуры, включающий в себя чувствительный элемент, выполненный в виде кабельного термоэлектрического преобразователя, и защитный чехол, состоящий из отрезка трубы и пробки. Отличительной особенностью предлагаемого датчика является то, что пробка имеет длину, равную или превышающую свой диаметр, и глухое отверстие, предназначенное для размещения части чувствительного элемента со стороны рабочего спая, при этом торец пробки выступает за трубу на величину выступа К, находящуюся в диапазоне 0,5А ≤ К ≤ 2,0А, где А - диаметр чувствительного элемента. Технический результат - снижение тепловой инерции при сохранении блочно-модульного типа исполнения, что позволяет сохранить все достоинства, присущие ему. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам измерения температуры, и может быть использовано при измерении температуры газообразных, жидких и твердых сред.

Известен датчик температуры, содержащий чувствительный элемент, выполненный в виде кабельного термоэлектрического преобразователя, и защитный чехол, состоящий из отрезка трубы и пробки. При этом в пробке выполнено глухое отверстие, предназначенное для размещения части чувствительного элемента со стороны рабочего спая. Причем оболочка элемента приварена к пробке, а пробка - к трубе, образуя единый узел /Производственная компания «ТЕСЕЙ» КАТАЛОГ ПРОДУКЦИИ 2016, ТАФАРЕТ, 2015, с. 2-27/.

Известный датчик температуры обладает малой инерционностью. Так показатель тепловой инерции (τ0,63), определяемый по ГОСТ 6616-94, составляет 12 сек для датчика наружным диаметром 10 мм. Однако его ремонтопригодность является низкой, поскольку бездефектное извлечение чувствительного элемента невозможно. Поверка и(или) калибровка датчика осуществляется без демонтажа чувствительного элемента, что ограничивает количество одновременно поверяемых и(или) калибруемых датчиков из-за их габаритных размеров.

Известен датчик температуры, содержащий чувствительный элемент, выполненный в виде кабельного термоэлектрического преобразователя, и защитный чехол, состоящий из отрезка трубы и пробки. При этом в пробке выполнено глухое отверстие, предназначенное для размещения части чувствительного элемента со стороны рабочего спая. Причем оболочка элемента приварена к пробке, а пробка - к трубе. Основная часть пробки длиной не менее 10 мм размещена снаружи защитного чехла и имеет диаметр меньше, чем диаметр трубы /Производственная компания «ТЕСЕЙ» КАТАЛОГ ПРОДУКЦИИ 2016, ТАФАРЕТ, 2015, с. 2-64/. Данный датчик обладает еще лучшими показателями по инерционности, чем предыдущий. Так показатель тепловой инерции (τ0,63), определяемый по ГОСТ 6616-94, составляет 5 сек для датчиков наружным диаметром 10 мм при диаметре пробки 5 мм и 8 сек при диаметре пробки 7 мм. Однако ремонтопригодность указанного датчика температуры также является низкой, поскольку бездефектное извлечение чувствительного элемента невозможно. Поверка и(или) калибровка датчика осуществляется без демонтажа чувствительного элемента, что ограничивает количество одновременно поверяемых и(или) калибруемых датчиков из-за их габаритных размеров. Кроме того, изготовление такой пробки требует значительных затрат времени, что ведет к удорожанию датчика.

Наиболее близким к заявляемому датчику по технической сути является датчик температуры, включающий в себя чувствительный элемент, выполненный в виде кабельного термоэлектрического преобразователя, и защитный чехол, состоящий из отрезка трубы и пробки. Чувствительный элемент просто контактирует с пробкой в районе рабочего спая / Термоэлектрические преобразователи температуры, Теория, практика, развитие, ПК «Тесей», 2004, с. 47/. Данное техническое решение выбрано за прототип. Конструкция прототипа относится к блочно-модульному типу исполнения датчиков и позволяет осуществлять при необходимости замену чувствительного элемента или замену чехла. Такая конструкция также позволяет осуществлять поверку и(или) калибровку большого числа датчиков одновременно, т.к. поверяются только чувствительные элементы, имеющие существенно меньший диаметр, чем датчик с чехлом (диаметр чувствительного элемента 3 мм). Однако прототип имеет недостаточный показатель по тепловой инерционности - всего лишь 20 сек для датчика с наружным диаметром 10 мм.

Авторы решали задачу по созданию датчика температуры, лишенного указанных недостатков. Технический результат заключается в снижении показателя тепловой инерции при сохранении блочно-модульного типа исполнения, что позволяет сохранить все достоинства, присущие ему.

Для решения поставленной задачи, а также для достижения заявленного технического результата предлагается датчик температуры, включающий в себя чувствительный элемент, выполненный в виде кабельного термоэлектрического преобразователя, и защитный чехол, состоящий из отрезка трубы и пробки. Отличительной особенностью предлагаемого датчика является то, что пробка имеет длину, равную или превышающую свой диаметр, и глухое отверстие, предназначенное для размещения части чувствительного элемента со стороны рабочего спая, при этом торец пробки выступает за трубу на величину выступа К, находящуюся в диапазоне 0,5А ≤ К ≤ 2,0А, где А - диаметр чувствительного элемента.

Дополнительно предлагается выполнить торец пробки выступающим за край трубы на величину К = (1,2 ± 0,1) А.

Дополнительно предлагается часть чувствительного элемента вставить в глухое отверстие пробки с возможностью его бездефектного извлечения.

Дополнительно предлагается часть чувствительного элемента вставить в глухое отверстие пробки до упора торца оболочки в дно глухого отверстия пробки.

Дополнительно предлагается глухое отверстие выполнить с конусным участком.

Дополнительно предлагается глухое отверстие выполнить таким образом, чтобы минимальная толщина пробки была больше или равна толщине стенки трубы.

Также дополнительно предлагается наружную поверхность пробки выполнить цилиндрической переменного диаметра.

При этом кабельный термоэлектрический преобразователь может быть выполнен как с изолированным от оболочки рабочим спаем, так и с неизолированным.

Выполнение пробки длиной, равной или превышающей свой диаметр с глухим отверстием, предназначенным для размещения части чувствительного элемента со стороны рабочего спая, так что торец пробки выступает за трубу на величину выступа К, находящуюся в диапазоне 0,5А ≤ К ≤ 2,0А, позволяет значительно сократить показатель тепловой инерции датчика температуры при сохранении блочно-модульного исполнения. Так для датчика с наружным диаметром 10 мм показатель тепловой инерции составляет 8 сек.

Выполнение условия выхода торца пробки за край трубы на величину К = (1,2 ± 0,1)А наиболее точно приближает показатель тепловой инерции к оптимальной величине.

Дополнительные предложения по пп. 3 – 5 формулы позволяют осуществлять демонтаж чувствительного элемента из защитного чехла.

Исполнение глухого отверстие таким образом, чтобы минимальная толщина пробки была больше или равна толщине стенки трубы, позволяет не снижать ресурс эксплуатации в условиях агрессивной среды.

Выполнение наружной цилиндрической поверхности пробки переменного диаметра позволяет вставлять пробку в трубу на заданную величину.

Варианты исполнения чувствительного элемента в виде кабельного термоэлектрического преобразователя с изолированным от оболочки рабочим спаем и с неизолированным позволяют расширить область применения датчика.

На фиг. 1 представлено заявляемое устройство с гладкой цилиндрической пробкой и с изолированным рабочим спаем, на фиг. 2 представлен датчик с неизолированным от оболочки рабочим спаем и пробкой, у которой наружная цилиндрическая поверхность выполнена с переменным диаметром, где 1 - чувствительный элемент, выполненный в виде кабельного термоэлектрического преобразователя, 2 – труба, 3 - пробка, 4 – рабочий спай. Размер L означает длину пробки, размер D означает диаметр пробки, размер А означает диаметр чувствительного элемента, размер К – выступ пробки за край трубы, а размер S означает минимальную толщину пробки, которая равна толщине стенки чехла.

Во время работы датчика, при его нагреве, тепловой поток быстро достигает рабочего спая 4, проходя через чехол 2 и пробку 3.

Эффект быстрой теплопередачи достигается за счет того, что пробка 3, имеющая высокий коэффициент теплопроводности, быстро принимает температуру среды, а существенное увеличения площади контакта между пробкой 3 и поверхностью оболочки чувствительного элемента 1 в зоне рабочего спая 4 позволяет теплу быстро разогреть рабочий спай 4.

1.     Датчик температуры, включающий в себя чувствительный элемент, выполненный в виде кабельного термоэлектрического преобразователя, и защитный чехол, состоящий из отрезка трубы и пробки, отличающийся тем, что пробка имеет длину, равную или превышающую свой диаметр, и глухое отверстие, предназначенное для размещения части чувствительного элемента со стороны рабочего спая, при этом торец пробки выступает за трубу на величину выступа К, находящуюся в диапазоне 0,5А ≤ К ≤ 2,0А, где А - диаметр чувствительного элемента.

2.     Датчик по п. 1, отличающийся тем, что торец пробки выступает за край трубы на величину К = (1,2 ± 0,1) А.

3.     Датчик по п. 1, отличающийся тем, что часть чувствительного элемента вставлена в глухое отверстие пробки с возможностью его бездефектного извлечения.

4.     Датчик по п. 1, отличающийся тем, что часть чувствительного элемента вставлена в глухое отверстие пробки до упора торца оболочки в дно глухого отверстия пробки.

5.     Датчик по п. 1, отличающийся тем, что глухое отверстие выполнено с конусным участком.

6.     Датчик по п. 1, отличающийся тем, что глухое отверстие выполнено таким образом, чтобы минимальная толщина пробки была больше или равна толщине стенки трубы.

7. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что наружная поверхность пробки выполнена цилиндрической переменного диаметра.

8.     Датчик по п. 1, отличающийся тем, что кабельный термоэлектрический преобразователь выполнен с изолированным от оболочки рабочим спаем.

9.     Датчик по п. 1, отличающийся тем, что кабельный термоэлектрический преобразователь выполнен с неизолированным от оболочки рабочим спаем.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры движущихся газовых сред на выходе из реакторов и теплообменных аппаратов с различной структурой теплообменных поверхностей.

Изобретение относится к термометрии, а именно к полевому определению температуры грунтов, где требуется получить конкретные данные о температуре мерзлых, промерзающих и протаивающих грунтов.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для исследования взаимодействия судна или его модели с водной средой, стратифицированной по глубине слоями разной температуры.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры при правке абразивных кругов инструментами из сверхтвердых материалов с помощью искусственной термопары, установленной на торцевой поверхности кристалла.

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для измерения температуры объекта. Термоэлектрический преобразователь содержит защитный чехол (1), термометрическую вставку, направляющую трубку (2) для временного размещения в ней контрольного средства измерения температуры и клеммную колодку.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для измерения температуры и разности температур дистанционным беспроводным способом. Преобразователь содержит генератор, источник питания и чувствительный элемент.

Изобретение относится к области измерения температур. Устройство для измерения температуры, содержит две встречно включенные измерительную и дополнительную термопары.

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для осуществления мониторинга измерения температуры в труднодоступных местах и в средах. Согласно заявленному способу используют термопару 1 с твердой оболочкой 2 на рабочем спае 3, выполненную из плавкого вещества, с температурой плавления, соответствующей условию: tпл.п.в=(0,0001-0,6)tпл.ис.ср, где tпл.п.в - температура плавления плавкого вещества оболочки, °C; tпл.ис.cp - температура плавления исследуемой среды, °C. При этом в формовочную смесь литейной формы вводят термопару 1 с оболочкой 2 в зону замера температуры чугуна отливки до контакта поверхности оболочки 2 с поверхностью исследуемой среды, а съем информации ведут в процессе монотонного изменения физического состояния исследуемой среды.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для проведения температурных измерений. Устройство для измерения температуры содержит мост, собранный на резисторах R1, R2, R3, R4, питаемый от источника стабилизированного напряжения Uстаб (точки b, c).

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения температуры расплава. Устройство для измерения температуры расплава, в частности расплавленного металла, содержащее оптическое волокно и направляющую трубку, имеющее погружной конец и второй конец, противоположный погружному концу.

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано в процессе измерения температуры текучей среды в технологическом процессе. Предложена сенсорная трубка (12) для защиты датчика (13), введенного в движущуюся технологическую текучую среду.

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для осуществления мониторинга измерения температуры в труднодоступных местах и в средах. Согласно заявленному способу используют термопару 1 с твердой оболочкой 2 на рабочем спае 3, выполненную из плавкого вещества, с температурой плавления, соответствующей условию: tпл.п.в=(0,0001-0,6)tпл.ис.ср, где tпл.п.в - температура плавления плавкого вещества оболочки, °C; tпл.ис.cp - температура плавления исследуемой среды, °C. При этом в формовочную смесь литейной формы вводят термопару 1 с оболочкой 2 в зону замера температуры чугуна отливки до контакта поверхности оболочки 2 с поверхностью исследуемой среды, а съем информации ведут в процессе монотонного изменения физического состояния исследуемой среды.

Изобретение относится к детектированию температуры теплового излучения фронта ударной волны и может быть использовано для изучения быстропротекающих процессов при изучении конденсированных материалов и свойств взрывчатых веществ.

Изобретение относится к термометру сопротивления с по меньшей мере одним, зависящим от температуры электрическим элементом (1) сопротивления, который имеет по меньшей мере два соединительных контакта (8), основу (3), на которой элемент сопротивления имеет возможность закрепления таким образом, что он имеет возможность вхождения в хороший термический контакт с предметом, температура которого должна быть измерена, и с электрическими подводящими проводами (2, 5), которые предусмотрены для соединений электрических соединительных контактов (8) элемента сопротивления с измерительным прибором.

Изобретение относится к области биомедицинских термометров и предназначено для использования в качестве колпачка датчика ушного термометра. .

Изобретение относится к области измерения температуры поверхности. .

Изобретение относится к области измерения температуры поверхности. .

Изобретение относится к области измерения температуры поверхности. .

Изобретение относится к производству графитированных конструкционных материалов, а конкретно к операции графитации. Прелагаемый новый способ определения температуры керна печи графитации отличается тем, что измеряют температуру в теплоизоляционном слое по нормали к поверхности керна в нескольких, но не менее чем в трех, точках одновременно, причем в той части слоя, температура которой не превышает 1500°C. На их основе определяют аналитическую зависимость распределения температуры на участке измерения температур, и полученную аналитическую зависимость распространяют на всю толщину теплоизоляционного слоя. В качестве аналитической зависимости принимают квадратный трехчлен вида t=ax2+bx+c. Коэффициенты a, b, c в этой зависимости определяют по одновременно измеренным температурам t(x) в нескольких точках xi в теплоизоляционном слое по нормали к поверхности керна. При этом длина участка нормали к боковой поверхности керна, на котором проводятся измерения температуры, должна быть не менее 0,2 от толщины слоя теплоизоляции. Технический результат - упрощение процесса определения температуры керна печи графитации, а также повышение точности определения температуры керна печи графитации. 2 з.п. ф-лы.
Наверх