Устройство для измерения температурыповерхности нагретых тел

 

CoIo3 Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕПЛЬСТВУ

<>800692. 4i

"Ъ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 150678 (21) 2629321/18-10 (51)М. Кл з

G 01 К 7/02 с присоединением заявки ¹

Госуяарственкый коиктет

СССР во аелаи нзобретений к открытой (23) Приоритет

Опубликовамо 3001„81. Бюллетень l49 4

Дата опубликования описания 300131 (53) УДК 536.532 (088.8) (72) Авторы изобретения

С.В. Краюшкин, В.К. Еремин и В.Н. Голубцова б

3 !

1 .

Г

1! !

1 е .г ;.

1 ., 1, 1, (73) Заявитель

{54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕИПЕРАТУРЫ

ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕТЫХ ТЕЛ

Изобретение относится к температурным измерениям и предназначено для измерения температуры поверхности нагретых тел в диапазоне 0-1000 С.

Известно устройство для измерения температуры поверхности, содержащее наконечник с термопарой и корпус для крепления наконечника (11,.

Недостатками этого устройства являются то, что верхний предел применимости устройства ограничен температурами, при которых наружный стакан и крышка теряют ферромагнитные свойства. Кроме того, обладая большой массой наконечника с термопарой, устройство имеет значительную инерционность. Погрешность измерения чувствительного элемента достигает

5%.

Наиболее близким к предлагаемому лО по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения температуры поверхности нагретых тел, содержащее чувствительный элемент в виде пружинящего лепестка с термоэлектродами (2 }.

Недостатки этого устройства заключаются в том, что оно имеет высокие значения методической погрешности (несколько десятков градусов при ЗО измерении температуры 800оС), так как термоэлектроды расположены примерно по нормалям к измеряемой IIoверхности и потери тепла на теплоотвод велики.

Кроме того, каждая из термопар прикреплена к отдельной, не скрепленной с другими защитной ленте, в виде произвольной петли, что не может обеспечить "стандартного" постоянного значения горячего участка ленты, к которому прикреплены спаи термопар, в результате уменьшается надежность ограничивается температурный диапазон и увеличивается инерционность измерений.

Цель изобретения - повьааение точности, расширение предела измерений и снижение инерционности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве пружинящий . лепесток чувствительного элемента выполнен с прямолинейньве рабочим участком длиной, составляющей 100200 диаметров термоэлектродов, к боковой кромке которого в средней части закреплены термоэлектроды. ,Пля повьааения надежности устройства при измеренин высоких температур.пружинящий лепесток чувствитель800692

)0

l5

40 ного элемента может быть выполнен, по крайней мере, в виде двух плоских пружин, жестко соединенных между собой перемычками.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство; на фиг.

2 — вид A на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 чувствительный элемент устройства.

Устройство содержит основание, выполненное из изоляционного материала 1, к которому снизу с помощью винтов 2 крепится чувствительный элемент 3 и сбоку к нижней части основания 1 — кожух 4. К чувствительному элементу закрепляются два термоэлектрода 5, которые через отверстия

6 в основании 1 подсоединяются к приборным клеммам 7. К приборным клеммам 7 подсоединены также удлинительные термоэлектроды 8. На держателе

9, жестко сидящем на основании 1, крепится ручка 10. Чувствительный элемент 3 выполнен в виде трех плоских пружин 11, жестко соединенных перемычками 12. Два термоэлектрода

5 приварены к боковой кромке одной из плоских пружин, а другая (другие) служит для повышения пружинящих свойств чувствительного элемента устройства,при повышенных температурах измеряемой поверхности.

Чувствительный элемент 3 изготовлен в виде пружинящего лепестка тол- щиной 0,1 мм и шириной 2 мм из прецизионного износоустойчивого сплава марки 40 KXHN с высокими упругими свойствами. Прямолинейный рабочими участок а пружинящего лепестка контактирует с измеряемой поверхностью по длине 20 мм. К боковой кромке середины прямолинейного участка пружинящего лепестка, соприкасающегося с измеряемой поверхностью, при помощи точечной сварки подсоединяются термоэлектроды 5 из хромеля и алюмеля диаметром 0,15 мм, которые для устранения утечки тепла по термоэлектродам проложены на расстоя- 4 нии 8-10 мм вдоль рабочей поверхности лепестка, а далее свиты в спирали для того, чтобы при частых замерах температуры сохранить длительную работоспособность устройства и уменьшить теплоотвод по термоэлектродам.

Устройство работает следующим образом.

К нагретому телу (не показано) прикладывают устройство, которое защитным кожухом 4 контактирует с измеряемой поверхностью.. При этом чувствительный элемент 3, обладающий пружинящими свойствами., плотно прилегает по длине 100-200 диаметров термоэлектродов 5 к поверхности тела, температуру которого измеряют. Размер прямолинейного рабочего участка а чувствительного элемента определяют экспериментальным путем.

Таким образом, размер "горячей" поверхности устройства определяется размерами нижней прямолинейной части а чувствительного элемента 3 и его пружинящими свойствами, и не зави-, сит от размеров измеряемой поверхнос- ти и усилия прижатия, прикладываемого к устройству.

Устройство можно использовать в практике температурных измерений по" верхностей нагретых тел в диапазоне

0-1000 С. При этом методическая ошибка измерений составляет 1,5% во всем рабочем температурном диапазоне, причем ее можно исключить при градуировке устройства, тем самым еще больше повысить его точность. Инерционность устройства составляет около 0,5 с, а время установления показаний (при 1Ъ недохода стрелки электронного потенциометра типа КСП-4) не превышает 3 с.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры поверхности нагретых тел, содержащее чувствительный элемент в виде пружинящего лепестка с термоэлект.родами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, расширения предела измерений, снижения инерционности устройства, s нем пружинящий лепесток чувствительного элемента выполнен с прямолинейным рабочим участком длиной, равной 100-200 диаметрам термоэлектродов, к боковой кромке которого в средней части закреплены термоэлект- роды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

° 1. Авторское свидетельство СССР

Ì 513271, кл. G 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Ь 53463, кл. G 01 К 13/08, 1937 (прототип).

800692 фие. 2

П 11

Составитель A. Багдонас

Техред A. Ач Корректор Г. Назарова

Редактор Р. Кован

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 10400/50 Тираж 918„ Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5