Датчик теплового потока

 

284362

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

V АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 02.Х11.1968 (№ 1286968/18-10) Кл. 421, 12/05 с присоединением заявки №

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК G 01k 17/04

УДК 536.629.7(088.8) Опубликовано 14.Х.1970. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 11.1.1971

Авторы изобретения

Л. М. Хритов и А. И. Худяков

Заявитель

ДАТЧИК ТЕПЛОВОГО ПОТОКА

Изобретение может найти применение для измерения местных тепловых, потоков в д иапазоне 120 — 6 10в вт/.я- и, в частности, для исследовательских работ на объектах, раоотающих 10 — 120 сек при тепловых потоках, достигающих 2 10а — 6 10в or/м-в.

Из вестны датчики тепловых потоков, у которых эталонный элемент выполнен в виде хромелевого диска, заключенного между медной тепловоспринимающей пластиной и медным водоохлаждаемым стержнехт и образующего с ним дифференциальную термопару.

Недостатком этих датчиков является дополнительная погрешность измерения, связа н ная с притоком тепла от корпуса-ограничителя через боковые по верхности,при применении датчика на неохлаждаемых стенках изделий.

Целью изобретения является увеличение точности измерения тепловых .потоков и расширение рабочего диапазона датчиков для использования их на объектах .с неохлаждаемыми стенками.

Для достижения этой цели используют датчик теплового потока, в котором теплоизслятор выполнен в виде многослойного экрана, состоящего из концентрично расположенных слоя жаропрочной изоляции и охлаждаемого экрана, изготовленного из материала измерительного элемента и имеющего в направлении теплового потока толщину, равную толщине измерительного элемента.

На чертеже показан гредлагаемый датчик, вид сверху и разрез по А — А, 5 Датчик состоит из охлаждаемого паяного внешнего корпуса, состоящего из двух медных стаканов 1 и 2, кото рые образуют полость для циркуляции охлаждающей жидкости. Стакан 2 имеет кольцевую проточку. в

10 которую поставлена текстолитовая разъемная шайба 8. Шайба центрирует при сборке в стакане 2 измерительный элемент и служил в качестве изоляционной прокладки. Крепление шайбы п роизводится четырьмя винтами с но15 мощью разрезной крышки 4.

Измерительный элемент состоит из корпуса

5 и измерительного элемента, имеющего втулку 6, эталонного элемента 7, припаянного серебряным припоем (например Пср-72) к кор20 пусу 5 и к пластине 8 TOJIIgtHHOH 1,5 льlt. В пластине 8 профрезерован прямоугольный паз

9 под углом 45 к оси датчика глубиной 1 .балт, в который зачеканиваются хрохтелевый и медный провода. Про вода выводятся через отвер25 стие диаметром 2 лл и изолируются синоксалевой керамикой 10.

Измерительный элемент имеет с торца кольцевую проточку 11 шириной 2 лл. которая заполняется жаропрочным цементом С-!.

30 Получающийся при этом охлаждаемый экран

284362!

A-А

7 в 9 и

Подписпоо

Тираж 480

Заказ 3737, 1

Типография, пр. Сапунова, 2

12 имеет три отверстия 18 для выхода воздуха при за полнении термоцементом. Охлаждаемый экран 12 и кольцевая проточка ll, заполненная цементом, образуют теплоизолятор.

Для охлаждения измерительного элемента:в нем сделаны несколько рядов отверстий 14.

Втулка б и фрезеровка в корпусе 5 об разуют полости для распределения охлаждающей жидкости. Охлаждающую жидкость подводят и отводят через труоки 15 и lб. К верхнему торцу корпуса крепится винтом текстолитовый кле ммник 17. Собранный датчик заполняют под давлением высокотемпературным цементом С-4 и просушивают.

Датчик работает следующим образом. Через трубку 15 .подается охлаждающая жидкость, которая заполняет входную |полость, проходит через отверстия 14 в измерительном элементе и выбрасывается через трубку lб.

Terrë0 âîé поток, воспринимаемый пластиной

8, проходит через эталонный элемент 7, корпус 5 и от водится охлаждающей жидкостью.

Так как условия охлаждения и толщины эталонного элемента 7 и охлаждаемого экрана

12 одинаковы и, кроме того, они взаимно теплоизолированы, то перепад температуры между ними будет pBIBeH нулю, и нет притока тепла к эталонному элементу.

Те!рмо-э.д.с., возникающие на геранях эталонного элемента, при помощи проводников подводятся к клеммнику 17, а затем к рег

По измеренному перепаду температур на эталонном элементе тепловой поток рассчиты5 вается по зависимости где л — среднее значение коэффициента теп10 лопроводности материала эталонного элемента, взятое при середней температуре, 6 — толщина эталонного элемента.

Предмет изобретения

Датчик теплового, потока, содержащий корпус с водоохлаждаемым эталонным элементом, окруженным теплоизолятором, и заключенным между тепло воспринимающей пласти20 ной и водоохлаждаемьв| стержнем и образующим с,ним дифференциальную термопару, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения рабочего диапазона, теплоизолято р выполнен в виде многослой25 ного экрана, состоящего из концентрично расположенных слоя жаропрочной изоляции н охлаждаемого экрана, изготовленного из материала измерительного элемента и имеющего в направлении теплового потомака толщину, 30 равную толщине измерительного элемента.