Датчик теплового потока

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик iii 861984 (6E) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15. 02. 80 (21) 2883625/18-10 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)M. Кд.

G 0l К 17/06 йкударствевлмй комитет

СССР ао делам лзебратений и втквмтлЯ

Опубликовано 07.09.81 Бюллетень М 33

Дата опубликования описания 17.09.81 (53) УДК5361532 (088.8) О.А.Геращанко, Т.Г.Грищенко, И.С.Варгайов,--;НВДекуша, В.С.Гончаров и В.В.Коннов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Институт технической теплофизики Ат1 Украинской ССР (54) ДАТЧИК ТЕПЛОВОГО ПОТОКА ром (1 1.

Изобретение относится к области теплометрии и может быть использовано для измерения плотности тепловых потоков как в режиме приема, так и в режиме излучения в условиях эксплуатации, отладке, неразрушающем контроле готовых изделий и регулировании различного промышленного теплового оборудования, а также при проведении научно-исследовательских

10 работ.

Известен датчик теплового потока с чувствительным элементом.в виде калориметра и охранной теплопроводной зоной, содержащей набор идентичных калориметров, выполненных из материала основного калориметра, размещенных по окружности и соединенных между собой и основным калориметДанный преобразователь характеризуется достаточно высокой точностью.

Однако его невозможно использовать. при неразрушающем контроле готовых изделий.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к данному изобретению является измеритель теплового потока, содержащий однотипные батареи одинаковой толщины, размещенные в корпусе, при этом централвная часть датчика образована одной батареей, а периферийнаядругой, охватывающей первую по всему периметру (21.

Однако при уменьшении площади датчиков и увеличении теплового потока разностный сигнал между центральной и периферийной батареей будет sosрастать в связи с отсутствием охранной зоны для периферийной батареи. Этот относительный раэностный сигнал к центральному по опытным данным составляет 5-10Х при перепаде температур Т от 20 до 40 К.

Обнаружение же дефектов в конструкциях и материалах требует минималэ861964

Формула изобретения

1. Датчик теплового потока, содержащий однотипные батареи одина50 ковой толщины, размещенные в корпусе, при этом центральная часть дат« чика образована одной батареей, а периФерийная -. другой, охватывающей первую по всему периметру, о т—

55 л и ч а ю щ к .й с я тем, что, с ценого и постоянного сигнала рассогласования при изменении площади датчиков и условий его работы.

Целью изобретения является повышение точности измерений и достоверности контроля дефектов изделий и материалов.

Поставленная цель достигается тем, что датчик выполнен по крайней мере иэ трех батарей, причем радиус третьей батареи, охватывающей периферийную батарею по периметру, составляет 1,3-2,0 ее радиуса, а также периферийная батарея выполнена прерывистой в виде секторов.

На фиг. 1 представлен схематический разрез предлагаемого датчика теплового потока; на фиг. 2 — электрическая схема подключения его на измерительное устройство через коммутирующее устройство.

Датчик теплового потока (см. Фиг.1) состоит из центральной батареи 1, периферийной батареи 2, которая выполнена прерывистой в виде равных секторов (на фиг. 1 для примера она разделена на четыре сектора), третьей батареи 3 и корпуса 4, где — радиус центральной батареи, Y радиус периферийной батареи, т радиус третьей батареи.

На фиг. 2 представлена электрическая схема подключения датчика, включающая центральную батарею 1, периферийнук» батарею 2, третью батарею 3, корпус 4, коммутирующее устройство 5, измерительное устройство

6, выводы 7 для снятия электрического сигнала центральной батареи, выводы 8 для снятия суммарного электрического сигнала периферийной батареи, выводы 9 одного из секторов периферийной батареи, выводы 10 остальных секторов периферийной батареи.

Датчик работает следующим образом.

При прохождении теплового потока через центральную батареию I at периферийную батарею 2 они генирируют термоэлектрический сигнал, а третья батарея 3 сигнала не выра« батывает. Все три .батареи смонтированы в одном корпусе 4.

Коммутирующее устройство 5 подкюаочает центральную батарею .1 и периферийную батарею 2 встречно с помощью выводов 7 и выводов 8 к измерительному устройству 6, которое

40 измеряет разностной электрический сигнал.

Сравнивая полученный разностный электрический сигнал с тарировочным по эталонному образцу определяют качество изделия. Для определения направления распространения дефекта необходимо сравнить разностный электрический сигнал одного из секторов, например периферийной батареи 2, взятый за базовый, с сигналом от других секторов с помощью поочередного соединения выводов 10 с выводами 9 через коммутирующее устройство 5 на измерительное устройство 6. Максимальный разностный сигнал между базовым и одним из сравниваемых секторов покажет направление и распространения дефектной эоны.

По данным испытаний в предлагаемом датчике рассогласование между суммарным электрическим сигналом периферийной батареи и сигналом центральной батареи, отнесенным к сигналу центральной, не превышает 0,4Х.

Этот сигнал рассогласования при изменении температур и геометрических размеров батарей практически остается постоянным, что и позволяет найти размеры и границы дефектных зон, а также направление их распространения, определить место нахождения стыков поверхностей, находящихся под обшивкой, наличие воды, участки с повьппенным и пониженным уровнем теплового потока и увеличить производительность по контролю иэделий в два раза.

Датчик позволяет находить дефектные зоны площадью (O,б"0,7) от площади центральной батареи, а также границы этих зон при их площади не менее двух площадей центральной батареи. лью повышения точности измерения и достоверности контроля дефектов изделий и материалов, датчик выпол5 нен по крайней мере из трех батарей, причем радиус третьей батареи,. охватывающей периферийную батарею по периметру, составляет !,3-2,0 ее радиуса.

2. Датчик по и. 1, о т л и ч "а— ю шийся тем, что, с целью определения направления распространения дефектной зож, периферийная бата861984 6 рея выполнена прерывистой в виде секторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

И 661275, кл. G 01 К 17/06, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 634125, кл. С Ol К 17/08, 1977 (прототип).

861984

Составитель Н.Горшкова

Техред З.Фанта

Редактор О.Филиппова

Корректор А.Гриценко

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 65 2 36 Тираж 907

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5