CS218421B1 - Sonda pro měření časově proměnné teploty proudícího plynu - Google Patents

Abstract

Vynález se týká sondy pro měření časově proměnné teploty proudícího plynu, která jako· převodníku teploty na elektrický signál používá termoelektrického článku. Vynález řeší problém, maximálního zmenšení tepelné kapacity měřicího' 'spoje termočlánku, a tím i dynamické chyby při měření. Podstata řešení spočívá v tom, že měřící spoj je vytvořen mezi měřicími vodiči o průměru menším než 10ÍO μϊη laserovým svarem. Měřicí vodiče jsou napojeny každý na jeden nosný vodič stejného materiálového složení o· nejméně pětinásobném průměru. Nosné vodiče jsou uloženy v držáku sondy a na jeho konci jsou pro vyztužení zality do izolační zátky vyrobené z izoilačního tmelu.

Description

Vynález se týká sondy pro měření časově proměnné teploty proudícího plynu, která jako· převodníku teploty na elektrický signál používá termoelektrického článku. Vynález řeší problém, maximálního zmenšení tepelné kapacity měřicího' 'spoje termočlánku, a tím i dynamické chyby při měření. Podstata řešení spočívá v tom, že měřící spoj je vytvořen mezi měřicími vodiči o průměru menším než 10ÍO μϊη laserovým svarem. Měřicí vodiče jsou napojeny každý na jeden nosný vodič stejného materiálového složení o· nejméně pětinásobném průměru. Nosné vodiče jsou uloženy v držáku sondy a na jeho konci jsou pro vyztužení zality do izolační zátky vyrobené z izoilačního tmelu.

Vynález se týká sondy pro měření časově proměnné teploty proudícího plynu, která jalko převodníku teploty na elektrický signál používá termoelektrického článku. K takovýmto rychlým změnám teploty dochází například v průtočné části turbokompresorů při provozu v nenávrhové části charakteristiky.

K měření teploty proudících plynů se často používá čidel, umožňujících převod teploty na elektrický signál a tím i registraci časového průběhu teploty. Časový průběh signálu se liší od skutečného časového· průběhu teploty o dynamickou chybu, která je v převážné míře určena fyzikálními vlastnosmi čidla. Často se k registraci časově proměnných teplot používá sond s termoelektrickým článkem, jehož měřicí spoj je umístěn v proudu plynu. Při tomto způsobu měření je čašová konstanta a tím i dynamická chyba určena převážně tepelnou kapacitou měřicího spoje termoelektrického článku a vodičů, umístěných v proudu plynu. Je proto žádoucí maximálně tuto tepelnou kapacitu zmenšit. Dosahuje se toho především zmenšením objemu vlastního· měřicího sípoje termoelektrického článku. Proto se používá pro měření teplot proudícího plynu termoelektrických článků s malým průřezem vodičů. Možnost zmenšování průřezu vodičů je však omezena z pevnostních důvodů, neboť při použití příliš malého průřezu vodičů dochází často k jejich porušení vlivem proudícího plynu, nebo částic, jimiž je plyn znečištěn. Při obvykle používané technologii vytvoření měřicího spoje odporovým svařováním, nebo tvrdým pájením dochází v místě spoje k mnohonásobnému zvětšení průřezu oproti průřezu spojovaných vodičů, takže i při užití velmi slabých vodičů termoelektrického článku je tepelná kapacita měřicího spoje značná a tedy i dynamická chyba měření velká.

Uvedené nedostatky odstraňuje řešení sondy pro měření časově proměnné teploty proudícího plynu podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že měřicí spoj použitého termoelektrického článku je vytvořen mezi oběma měřicími vodiči o průměru menším· než 1CI0 μπι. Každý z měřicích vodičů navozuje ještě v měřicím prostoru na jemu materiálově odpovídající nosný vodič. Oba nosné vodiče mají minimálně pětinásobný průměr proti průměrům měřicích vodičů.

Měřicí spoj je vytvořen s výhodou laserovým· svarem s odpařením přebytečného materiálu.

Oba nosné vodiče jsou pro zamezení kmitání měřicích vodičů a vyztužení zality na konci držáku sondy isolačním tmelem, ve formě izolační zátky, zasahující do měřeného· prostoru.

Výhodou konstrukce sondy pro měření časově proměnné teploty proudícího· plynu podle vynálezu je, žs v důsledku možnosti použití tenkých měřicích vodičů o délce pouze několika mm a malé tepelné kapacity měřicího spoje je docíleno podstatně snížené dynamické chyby sondy. Přitom je sonda· jako celek pevnostně odolná vůči proudícími médiu a tudíž spolehlivá jak co do životnosti, tak co do měřicí přesnosti měření. Sonda obsahuje pouze dva nosné držáky bez potřeby třetího podpůrného elementu v prostoru měřicího spoje.

Na připojeném obrázku je znázorněn schematicky příklad provedení čidla sondy pro měření teploty podle vynálezu. Je znázorněna část, která je vystavena měřenému proudu plynu. Měřicí spoj 1 termoelektrického článku je proveden laserovým svarem niklového prvního měřicího vodiče 2 s druhým měřicím vodičem 3 ze slitiny Ni, Cr. Průměry obou měřicích vodičů 2, 3 jsou 80 ,«m a vlastní měřicí svar má po odpaření materiálu průměr řádově dvojnásobný. První měřicí vodič 2 navazuje na pťvní· nosný vodič 4 stejného materiálového složení. Obdobně tomu je u druhého měřicího vodiče 3, který pokračuje druhým nosným vodičem 5. Nosné vodiče 4, 5, jejichž průměry jsou 500' μτα. procházejí dutým držákem 6 sondy, který je tvořen ocelovou trubkou. Nosné vodiče 4, 5, procházející otvory keramické isolační trubky, která tvoří isolační vložku 7, jsou směrem ven z měřeného prostoru napojeny na další prodlužující vedení k referenčnímu spoji a k měřicímu přístroji (nezakreslenoj. Ve; spodní části dutého· držáku 6 je vytvořena isolační zátka 8 pro upevnění nosných vodičů 4, 5 a jejich vyztužení. Isolační zátka 8 má vypuklé zakončení a je zhotovena ze syntetického tmelu. Oba nosné vodiče 4, S jsou v prostoru isolační zátky 8 esovitě prohnuty, přičemž první nosný vodič 4 je ukončen rovně, t. j. rovnoběžně s osou sondy, zatímco druhý delší nosný vodič 6 je na konci v protisměru otočen o 180°, takže konce obou nosných vodičů 5, 4 leží proti sobě se 4 až S· mm mezerou, ve které jsou uloženy oba měřicí vodiče 2, 3, propojené měřicím spojem 1.

Tvar nosných vodičů 4, 5 může být různý právě ták jako jejich poloha v měřeném prostoru, která může být k ose sondy nakloněna například o 90°. Z toho vyplývá i poloha' měřicích vodičů 2, 3, která závisí na potřebě, vyplývající z měřicích podmínek konkrétních případů.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT

   !. Sonda pro měření časově proměnné teploty proudícího· plynu, která jako převodníku teploty na elektrický signál používá termoelektrického článku vyznačující se tím, že měřicí spoj (il) termoelektrického článku je vytvořen meizi prvním· měřicím vodičem (2) a druhým měřicím vodičem (3) o průměru menším než 100 /im, přičemž první měřicí vodič (2) navazuje ještě v měřicím prostoru na materiálovým složením stejný první nosný vodič (4) a druhý měřicí vodič (3) na· materiálově stejný druhý nosný vodič (5), přitom oba nosné vodiče (4, 5) mají minimálně pětinásobný průměr proti průměrům měřicích vodičů (2, 3).

   VYNÁLEZU
2. 2. Sonda· pro měření časově proměnné teploty proudícího' plynu podle bodu 1, vyznačující se tím, že měřicí spoj (1) termoelektrického článku je vytvořen laserovým svarem s odpařením (přebytečného materiálu.
3. 3. Sonda pro měření časově proměnné teploty proudícího plynu podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že oba nosné vodiče (4, 5) jsou pro vyztužení na konci držáku >(·6) sondy zality izolačním tmelem, ve tvaru izolační zátky (8j zasahující do měřeného’ prostoru.