Способ определения температурыспиральными датчиками
Союз Советских
Социалистических
Реслублак
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
f т
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 0404.79 (21)2745065/18-10 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет —, Опубликовано 2304.81. Бюллетень Йо 15
Дата опубликования описания 230481 (5!)М. Кл э
С 01 К 5/5Ь
Государстаенный конитет
СССР по делан изобретеннй. и открыткй (53) УДК 538.51 (088. 8) (72) Авторы изобретения
С. К. Головицын, Л.И.Штеренлихт, Л. Н . Романов (Б. A,Äîðîãîâèí (1 ( с (c ""..
B"åcoþýíûé ордена Трудового Красного Янаменр научно-исследовательский институт синтеза) минерального сырья ь-Мь,;1 (7! ) Заявитель (54) СПАСОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕ:4ПЕРАТУРЫ
СПИРАЛЬНЬР1И ДР ТЧИКАМИ
Изобретение относится к определению температуры нагрева жидких и газообразных сред и предназначено для определения температуры среды в автоклавах высокого давления при гидротермальном синтезе кварца, аметиста и других минералов в местах, труднодоступных для наблюдения.
Известны способы определения температуры нагрева объектов по изменению физико-механических свойств нагреваемых вместе с объектом металлических элементов. Однако для исследования температурных полей внутри автоклавов, недоступных для визуального наблюдения, такие способы неприемлемы, так как не обеспечивают фиксации достигнутой температуры вследствие обратимости физических процессов при нагреве.и охлаждении.
Известен способ измерения температуры в труднодоступных местах с помощью термокрасок (1) .
Однако такие датчики позволяют . определять температуру только приблизительно, особенно в длительных технологических циклах.
Наиболее близким к предлагаемому является способ определения температуры нагрева объектов, который преду-ЗО сматривает применение проволочных спиралей . В этом случае из гот авлн вается серия. спиралей, часть которых используется для построения калибровочного графика, а другая часть помещается в контролируемые точки объекта. После нагрева объекта спирали извлеКают, измеряют приращения угла их закручивания и, пользуясь ранее полученными зависимостями, определя- ют максимальную температуру нагрева (2) .
Однако такой способ приводит к значительным ошибкам в измерениях, так как приращение, угла закручивания спиралей зависит не только от температуры, но и от неоднородности . химического состава материала спирали, отклонений в диаметре проволоки, неоднородности плотности нанивки витков, степени шероховатости поверхности проволоки и других от-. клонений параметров спирали. Изготовление серии спиралей с одинаковыми параметрами очень трудоемкий и дорогостоящий процесс, а в ряде случаев и не осуществим.
Qestb изобретения — повышение точности определения температуры.
823897
Поставченная цель достигается тем, что спирали дополнительно подвергают нагреву в термостатированной установке- до температуры на 20-50- С выше температуры, предусмотренной технологическим процессом, измеряют величину приращения угла закручивания и определяют искомую температуру по формуле т=т +(т -т т (О
<»+ к о
rZe a® =(ò У„) - приращение угла закручивания спирали при искомой темпера. туре Т; 15 а =(к То) — приращение угла закручивания спирали при температуре термостатирования
TK tt 20 — угол закручивания спирали при искомой температуре; Y — угол спирали при изготовлении; 25
Т вЂ” температура начала закручивания спирали в процессе нагревания (величина постоянная для различных марок стали);30
Т вЂ” температура термостатирования.
Для повышения надежности резуль-. татов, извлеченные из сосуда спирали можно подвергать двухкратному и даже трехкратному нагреву и измерению приращения углов закручивания с интервалом температур в 20-50 »C. В случае необходимости замера температур в агрессивных и кристаллизующих- 40 ся средах, спирали помещают в герметичные сатроны, извлекаемые после окончания технологического цикла.
Для наглядности определение иско мой температуры можно производить путем построения графиков в коорди45 натах 4 С, Ч для каждой спьрали.
Пример . Для определения . температурного поля реакционной камеры сосуда с плавающей футеровкой 50 для гидротермального синтеза аметиста объемом 175 л, изготавливают пар.тию спиралей иэ холоднотянутой проволоки .диаметром 1,6 мм (сталь 65 Г
ГОСТ 1050-74, проволока 1-П-1,6
ГОСТ 9389-75) с числом витков п30, диаметр спирали 10 мм, общее количество спиралей m=78. Все спирали помечаются бирками и размещаются в контрольных точках реакционной камеры в герметичных патронах и беэ 60 них. После заполнения сосуда технологической средой, шихтой и контейнером с затравками сосуд герметиэируют и разогревают до температуры, предусмотренной технологией »выращивания кристаллов (порядка 350 С) .
После окончания технологического цикла Сосуд охлаждают, вскрывают, датчики извлекают и производят замер углов ач дополнительного закручивания спиралей на специально изготовленном для этой цели приспособлении. Затем все спирали укладывают в металлический пакет и пакет помещают в термостат. После прогревания до температуры 400 С производят выдержку 15 мин и пакет со спиралями охлаждают вместе с печью до комнатной температуры. Затем производят повторный замер приращения угла закручивания каждой спирали. Истинную температуру в контрольных точках определяют на основе указанной зависимости для каждой. спирали.
Введение дополнительного нагрева спиралей в термостате позволяет производить индивидуальную калибровку каждой рз них и исключать влияние плотности навивки, неоднородности диаметров и других дефектов.
Предлагаемый способ позволяет снизить стоимость изготовления спиралей за счет исключения контроля за параметрами изготовленных спиралей (химсостав, дефекты навивки, шероховатость поверхности и др.), исключить их подгонки по величинам параметров, а также повысить точности измерений искомых температур за счет индивидуальной калибровки каждой из спиралей. после рабочего цикла измерений.
Формула изобретения
Способ определения температуры спиральными датчиками в герметичной камере, заключающийся в нагреве и последующем измерении величины приращения угла закручивания спиралей, отличающий с ятем,что, с целью повышения точности измерения температуры, спирали дополнительно подвергают нагреву в термостатированной установке до температуры на 20-500 С выше температуры, предусмотренной технологическим процессом, измеряют величину приращения угла закручивания и определяют искомую температуру по фоомуле
Т-Т,+(T„-То) - т. Тк где 49 =(у -ч ) . — величина прит т о ращения угла э акру чивания спирали при искомой т,емпературе эа время технологического цикла; » к=(9к- ) — приращение угла закручивания спирали при температуре термостатирования Тк823897 — температура термостатирования.
Составитель И.Рывкина
Редактор С.Патрушева Техред Т.Маточка . Корректор Н.Бабинец
Заказ 2088/56 Тираж 907 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Иосйва Х-35, Раушская,наб., д.4/5
Филиал ППП Патент, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4 — угол закручивания спирали при ее изготовлении; — угол закручивания спирали 5 при искомой темПературе1 — температург начала закручивания спирали при нагревании
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 194365, кл. G 01 К ll/20, 1965.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 378730, кл. G 01 К 5/56, 1971 (прототип) .
