Способ измерения температур

 

Класс 42i, 7» № 62636

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Б. В. Кандыба

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР

Заявлено 9 Февраля 1942 г, за No 93 334 (300561) в Комитет по делам мер и измерителы1ых гриборов СССР

Опубликовано в <6 оллетеие изобретений М 4 — 5 за !943 r.

Предметом настоящего изобрете11ия является сгособ измерения температур при помощи двух тер;1от1етров, из которых один нагреваюг о температуры заведомо выше из:,1еряемо11. а другой находится прн температуре ниже измерясчой. Согласно изобретению, с целью повышения точности отсчета прн измере II;II мгновенных температур путем ограни 1е! 1ия ошиоки, вызываемой, 1нерц11еЙ термометров, показания термсметров в период измерения записывают при помощи двух осциллографов, записанные;1,1*.4 I:ðèâb!å изменения темпера уры совмещают и истинную мг:1овенную температуру определяют по некоторому промежуточному (например, среднему1 з:1ачению между максимальным и минимальным значениями записа.111ых кривь.х.

Применение двух термопар, из которы. одна при измерении температуры газа нагреваегся им, а другая, предварительно нагретая до оэлее высокой температуры, охлаждается «тич газом — дает возможность уменьшить погрешность при определении истинной температуры газа, имеющую место прн определении температуры лишь одной термопарой вследствие ее инерции, так кзк значение истинной температуры оудет лежать между максимальнычи показаниями обеих термопар. Это значение будет совпадать со средин;1 арифметическим ооон. показаний термопар лишь в одном единственном случае, когда значения тепловой инерции сбеи: термопар будут равны между собой. Во всех прочих случаях оудет: меть место отклонение от истинной температуры, однако, погрешность должна быть при всех случаях равна илlI меньше половины погрешности, получаемой при замере мгновенной температуры лишь одной тгрмопарой.

Сущность изобретения поясняется прилагаемым чертежом, нз фиг. 1 которого показана схема пирометра для измерения мгновенной температуры по предлагаемому способу: на фиг. 2, 3, 4 — диаграммы, иллюстрирующие предлагаемый способ; на фиг. 5, 6 — размещение.№ 62636 пирометра в стволе при измерении температуры внутри канала огнестрельного орудия.

На фиг. 1 представлена схема пирометра с термопарами, пригодного для измерения спорадических неповторяющихся импульсов темK3K BHJHo H3 хемы, Трр lioH3p3 1 помещается B K3:5!epB 2 ппрометра; камера 2 посредством затвора 8 сообщается со средой, температура которой должна быть измерена. Термопара соединяется с осциллографом 9. B мол ент мгнове .ного действия импульса температуры — при открытом затворе 8 — термопара 1 воспринимает действующую температуру, и на осциллографе может быть зафиксирована кри вая импульса температуры (фиг. 2). По величине амплитуды этой кривой еше нельзя судить о величине действовавшей температуры, так кя ( очевидно, что амп.титуда ci!ижена и сдвинута по фазе вследствие влияния тепловой инерции темропары 1. Для компечсации влияния тепловой инерции термопары 1 пирометр имеет втору5О камеру 4, аналогичную камере 2 и имеющую внутри термопяру 8 и электрический нагревятель 5, питаемый От Hего i!! IIKa To!(a 6 через реОстят 7. Вторая камера 4 присоединена параллельно первой камере 2 пирометра к обще»; затвору 8. Если термопару 8 нагреть при помощи нагревателя до температуры выше измеряемой, то в момент действия импульса температуры темропара 8 будет уже не нагреваться, кяк термопара 1, а охлаждаться, и шлейф осциллографа 10, соединенный со второй термопарой 8, запишет кривую, представленную на фиг. 3. Включая одновременно обе камеры и фиксируя на осциллографе импульсы обеих термои lp, получим картину, показанную на фи5. 4. Некоторая промежуточная, например, средняя линия 15ея(дх вершинами амплитуд кривы.( соответствует истинному значению измеряемой температуры. Таким 00разом, процесс замера мгновенного ичпульса температуры сводится .(следующему. Пирометр соединяется с источником температуры; на. ревателем повышается температура одной из термопар выше измеряемой температуры; посредством затвора обе камеры пирометра на время импульса сооощаюгся с источником температуры; импульс темпераT ры, действуя одновременно на Обе термопары, нагревает одну из ННх и охлаждает другую; на осциллографе фиксируются кривые изменения собственной температуры термопар; находится промежуточная средняя линия между амплитудами кривых.

Описанный метод компенсации тепловой инерции термопар может быть применен и для тео.5ометра сопротивления, нить которого устанавливается подобно термопаре в камере пирометра. Злектрическая схема такого пирометра с термометром collpGTHBëBíèÿ в качестве чуBствительного элемента Hd чертея(е не показана вследствие своей общеизвестности.

Термопары для измерения высоких температур могут быть изготовлены из молибдена и вольфрама; для низких температур могут быть применены платичородий-платиновые H даже медь-копелевые тер. IoII3DbI. Диаметр термоэлектродов (и нити термометра сопротивления) должен быть минимальным порядка 0,05 — 0,03 лм.

Нагревание термопяры или нити термометра сопротивления может производиться игги косвенно при помощи нагревателя, окружающего

3JIPilIPHT, К3К 3То iIoK333HG HP, фиг. 1, H;IH HPIlocPegcTBeHI- .О, осУII1ecTB IHH гальванический контакт нагревателя с элементом по известным схемам (например, по схеме моста и т. д.).

Описанный спосоо измерения 5гновенных температур может быть применен для замеров температур в качале огнестрельного орудия, № 62636 а также в камерах двигателей внутреннего сгорания или в цилиндрах паровых машин.

Схема максимального пирометра для измерения мгновенных температур в канале огнестрельного орудия очень проста (фиг. 5, 6); пирсметр состоит из двух камер, заделанных в тело орудия таким образом, чтобы при выстреле газы попадали непосредственно на спаи термопар или на нити термометра согротивления. Затвор в этом случае не нужен, так как отсечки газов не требуется. Может быть установлено несколько подобных к"-ì.åð вдоль оси орудия; по мере движения снаряда газы будут попадать поочередно на каждый пирометр. Данные, полученные после обработки кривых, будут характеризовать распределение максимальных температур при выстреле вдоль канала.

Процесс замера температуры также очень прост. Перед выстрелом производится нагревание одной из термопар выше измеряемой. В»омент выстрела осциллограф фиксирует (фотографирует) показания обеих термопар и т. д. После произведения замера нагреватель выключается.

При измерении температуры в камере двигателя внутреннего сгорания или в цилиндре паровой машины пирометр выполняется как двухкамерный. Затвор, соединяющий камеры пирометра с цилиндром двигателя, открывается на мгновение только в той точке цикла, в которой необходимо измерить температуру. Расчет времени открытия затвора (времени экспозиции, отсечки) производится, исходя из желаемой точности измерения и числа оборотов двигателя.

Для быстроходных авиационных двигателей затвор с возвратногоступательным движением непригоден. В этом случае удобно пользоваться цилиндрическим золотником с окнами, совершающим лишь вращательное движение. Конструкция такого пирометра на чертеже не показана.

Процесс замера температуры сводится к одновременному фотографированию двух импульсов.

Предмет изобоетения

Способ измерения темгератур при помощи двух термометров, из которых один нагревают до температуры заведомо выше измеряемой, а другой находится при температуре ниже измеряемой, отличаюц и и с я тем, что, с целью повышения точности отсчета при измерении мгновенных температур путем ограничения ошибки, вызываемой тепловой инерцией термометров, показания термометров в период измерения записывают при помощи двух осциллографов, записанные ими кривые изменения температуры совмещают и истинную мгновенную температуру определяют по некоторому промежуточному (например, среднему) зHà÷åëèþ между максимальным и минимальным значениями записанных кривых. № 62636

Фиг 2

А г г

Фиг 4

Отв. за выпуск Богатырева

Техред T. T. Курилко

Корректор М. И. Козлова

Псдп. к печ. 18/II — 64 г. Формат бум. 70>(108>/ы Объем 0,35 изд. л.

Заказ 232/3 Тираж 200 Цена 5 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва,.Центр. проезд Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2