Тепловой вакуумметр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (EE) 49l858

СОЮЗ ьвв4тскнх

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02,01.73 (21) 1864986/18-10 (51) М. Кл. Ci 01l 21/12 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.11.75. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 03.03.76 (53) УДК 531.788(088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Зайцев и Б. П. Козырев

Ленинградский ордена Ленина электротехнический инсгитут им. В. И. Ульянова (Ленина) (71) Заявитель (54) ТЕПЛОВОЙ ВАКУУММЕТР

Изобретение относится к теплоэлектрическим вакуумметрам с манометрическим преобразователем типа Пирани, работающим в конвенционном режиме охлаждения.

Большинство разработанных конвекционных манометров основано на создании режима вынужденной конвекции для охлаждения чувствительного элемента, что значительно усложняет конструкцию и эксплуатацию датчика. Датчики давления с естественной конвекцией обычно представляют собой различные модификации манометра сопротивления типа Пирани, работающие на принципе изменения интенсивности конвекционного режима охлаждения нагретого элемента при изменении давления окружающего газа.

Известны тепловые вакуумметры, содержащие манометрический преобразователь типа

Пирани с двумя термочувствительными нитями накала, включенными в плечи мостовой чзмерительной схемы.

При работе в конвекционном режиме эти вакуумметры обладают недостаточной точностью измерения и стабильностью показаний.

Для повышения точности измерения и стабильности показаний при работе в конвекционном режиме в предлагаемом вакуумметре термочувствительные нити накала манометрического преобразователя расположены перпендикулярно друг другу и ориентированы в пространстве одна в горизонтальном, а другая — в вертикальном направлении.

В данном преобразователе используется зависимость от давления разности конвекционных тепловых потерь в режиме естественной конвекции вертикальной и горизонтальной идентичных систем нитей, нагреваемых электрическим током.

На фиг. 1 изображена принципиальная

10 схема описываемого вакуумметра; на фиг.

2 — градуировочная кривая опытного образца конвекционного преобразователя при работе его в комплекте,с вакуумметром ВТ-2.

Манометрический преобразователь содер15 жит металлический баллон 1 из материала с высокой теплопроводностью. Баллон 1 играет роль пассивного термостата в равномерном распределении колебаний температуры окружающей среды на две идентичные системы нитей 2, 3 накала, ориентированных внутри баллона 1 в вертикальном и горизонтальном направлениях. В качестве систем нитей 2 и 3 могут быть натянуты одиночные нити или спирали. Для снижения инерционности и повышения чувствительности необходимо выбирать нити 2 и 3 с минимальной площадью поперечного сечения из материала с высоким температурным коэффициентом сопротивления и достаточно большим удельным сопротпв Iåнием. Система натяжения 4, 5 и токоподво491858 дов 6, 7, 8 должна обеспечить минимальный отвод тепла по ней. Патрубком 9 преобразователь подсоединен к вакуумной системе, в которой измеряют давление. Нити 2, 3 составляют два плеча моста Уитстона, два других плеча 10, 11 которого представляют собой активные сопротивления. Для уравновешивания моста Уитстона предусмотрено регулировочное сопротивление 12. Мостовая схема питается от источника 13. Сигнал рассогласования моста измеряется измерительным прибором 14.

При дифференциальном включении идентичных систем нитей 2, 3 в мостовую схему и симметричном расположении их относительно корпуса баллона 1 сигнал рассогласования моста, в котором два других плеча 10 и 11 равны между собой, появляется лишь при возникновении конвекционного режима охлаждения нагретых нитей 2, 3 за счет различной интенсивности конвекционного режима охлаждения для вертикально и горизонтально натянутых систем нитей 2 и 3. По мере повышения измеряемого давления возрастают и конвекционные потери нагретых нитей 2, 3, все заметнее сказывается различная ориентация их в пространстве, и, соответственно, растет сигнал рассогласования мостовой схемы. При некоторой практической неидентичности плеч мостовой схемы уравновешивание моста может быть достигнуто при помощи сопротивления 12 при выбранном значении давления, например, 1,3 10 Н/м - или при атмосферном давлении.

Вакуумметр может работать в режиме постоянной температуры (сопротивления) и в режиме моста постоянного тока или постоянного напряжения.

Градуировочная кривая вакуумметра по сухому воздуху для диапазона давлений 1,3.

10 — 1.10 Н/м (10 — 760 мм рт. ст.) приве10 дена на фиг. 2 при токе питания моста равном 122 мА.

При отключении горизонтально натянутой нити 3 и включении вместо нее соответствующего активного сопротивления преобразователь становится аналогичен серийному манометрическому преобразователю типа МТ-6 для работы в режиме постоянной температуры в комплекте с вакуумметром ВСБ-1 в диапазоне давлений 10- - --30 мм рт. ст.

Формула изобретения

Тепловой вакуумметр, содержащий мапометрический преобразователь с двумя термоч чувствительными нитями накала, включенными в плечи мостовой измерительной схемы, блок питания и регистрирующий прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и стабильности показаний при работе в конвекционном режиме, одна нить накала расположена горизонтально, а другая — вертикально.

491858 (i-,) У о

Ф "a.1,7 g g net rio

6663siiiiil

4M) 7.: 3

5 . 32 г.ыi0 2i 36 ов Ц 66 76 66

Ф г. 2

Составитель О. Полев

Текред Е. Митрофанова

Корректор М. Лейзерман

Реда к ор С. Хейфиц

Типографии. r.:ð. Сапунова, 2

;Заказ 92j4 Изд. ¹ 198! Тираж 902 Подписное

11!-1ИИПИ Государственного комитета Совета Мипистров СССР

bio, i . ам иаобретеиий >t oTt pi nnii! I 3035. Москва, Ж-35, Раугиская ай., д. 4 5