Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do bezstykowego pomiaru temperatury a w szczególnosci do pomiaru wysokich temperatur malych próbek metali i stopów metali.Znane jest z polskiego opisu patentowego nr 97774 urzadzenie do pomiaru temperatury cialo niewielkiej pojemnosci cieplnej badanej próbki.Urzadzenie to jest wyposazone w szereg termoelementów, których powierzchnie w poblizu spoin sa dokladnie zetkniete z badana próbka lub rurka izolujaca próbke, czesci termoelementów wykonane z jednego materialu, zaopatrzone w klinowe zakonczenia, sa docisniete do zewnetrznej powierzchni rurki izolujacej za pomoca ksztaltki o nacieciach nachylonych do osi. Ksztaltka jest wykonana z tego samego materialu, z którego wykonano jeden z rodzajów termoelementów. W klinowych zakonczeniach czesci termoelementów sa umieszczone preciki stanowiace drugie elektrody.Innym znanym rozwiazaniem sa termoelektryczne pomiary temperatury, polegajace na umieszczeniu termoogniwa pomiarowego w sasiedztwie powierzchni ciala, którego temperatura ma byc mierzona.W przypadku, gdy obiekt pomiaru znajduje sie w osrodku gazowym, umieszczenie kulistej spoiny termoogniwa pomiarowego nawet w bliskim sasiedztwie tego obiektu nie prowadzi do uzyskania dokladnego wyniku pomiaru. Jest to spowodowane malym cieplem wlasciwym gazów oraz malym wspólczynnikiem przewodnictwa cieplnego gazów. Wymienione czynniki maja tym mniejszy wplyw zaklócajacy, im na wiekszej powierzchni w stosunku do calej powierzchni termospoiny zachodzi bezposredni kontakt cieplny z obiektem pomiaru oraz im ten kontakt jest doskonalszy, zas wymiana ciepla z czesci termoelementów nie zetknietej z cialem badanym jest mniejsza. Przy pomiarach prowadzonych w prózni warunki pomiarów ulegaja dalszemu pogorszeniu, gdyz wymiana ciepla zachodzi tylko na drodze promieniowania. Pomiary takie, prowadzone w szczególnosci przy pomocy termoogniwa niezaleznie wzorcowanego, czyli w warun¬ kach innych niz warunki prowadzonego pomiaru, moga byc obarczone duzym bledem.W zastosowaniu do pomiaru temperatury malych cial, o niewielkiej pojemnosci cieplnej oraz przy pomiarach temperatur wysokich, gdy nie istnieje mozliwosc wprowadzenia do wnetrza badanego ciala termospoiny pomiarowej — znane srodki mierzenia temperatur sa niewystarczajaco dokladne.Celem wynalazku jest opracowanie urzadzenia pomiarowego, które pozwoliloby na dokonywanie dokladnych pomiarów temperatury cial o niewielkiej pojemnosci cieplnej, umozliwiajacy kompensacje bezwladnosci cieplnej próbki badanej, ulatwiajacego przygotowanie pomiaru, oraz zwiekszenie sprawnosci aparatury pomiarowej, co jest wazne w jej zastosowaniach laboratoryjno-przemyslowych.2 120407 Wedlug wynalazku urzadzenie posiada termoelementy pomiarowe w postaci dwóch, to jest pierwszej i drugiej wiazek elektrod wykonanych z róznego rodzaju materialów, przy czym do zewnetrznej powierzchni izolujacej rurki zawierajacej próbke sa docisniete klinowe zakonczenia pierwszej wiazki elektrod, do których z kolei sa docisniete klinowe zakonczenia drugiej wiazki elektrod opartych o wewnetrzna powierzchnie ksztaltki zaciskowej. Ksztaltka zaciskowa jest wykonana z tego samego materialu, z którego wykonanojeden z rodzajów elektrod. Na elektrodach wiazki pierwszej znajduja sie wtyki cylindryczne stanowiace zlacza dla przewodów kompensacyjnych, zas elektrody wiazki drugiej sa wyposazone w trzpienie wtykowe.Klinowe zakonczenia elektrod wiazki pierwszej, stykajace sie z rurka izolujaca, ochronna, zawierajaca próbke lub sykajace sie bezposrednio z próbka sa tak uksztaltowane, iz scisle przylegaja z jednej strony do zewnetrznej powierzchni rurki izolujacej lub zewnetrznej powierzchni próbki, a z drugiej strony do elektrod wiazki drugiej wykonanych z innego materialu.Klinowe zakonczenia wiazki pierwszej i drugiej sa docisniete do powierzchni rurki izolujacej lub powierzchni próbki badz tez powierzchni ksztaltki przez obustronny wstepny nacisk na zakonczenia elek¬ trod. Na dalszej dlugosci elektrody sa sprezyscie wygiete do polozenia równoleglego do osi rurki ochronnej z próbka. W tym polozeniu sa elektrody umocowane w otworach korków zamykajacych szczelnie wnetrze przestrzeni radiatora. Pozwala to na zwalnianie rurki z zacisku przezwysuniecie elektrod z korkówlub tez na jej zacisniecie przez nacisk na elektrody.Korki sa wykonane z materialu izolujacego elektrycznie i odpornego na wysokie temperatury i sa zaopatrzone w rurki, umozliwiajace wytworzenie wewnatrz radiatoraprzeplywu gazu obojetnego. Ponadto korki maja osiowe otwory sluzace do wprowadzenia rurki z próbka i do osadzenia sond ultradzwiekowych.Glówna zaleta wynalazku, obok wysokiej dokladnosci pomiaru temperatury jest ulatwienie wykonania czesci urzadzenia pomiarowego i wieksza sprawnosc jego zastosowania pomiarowego oraz wieksza trwalosc uzytkowania po wywzorcowaniu. ^ Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym przedsta¬ wiono urzadzenie w przekroju podluznym.Stwierdzono na podstawie przeprowadzonych badan termoogniw rozmieszczonych wokól badanej próbki, ze wysoka dokladnosc pomiarowa zapewnia spelnienie warunku dobranego kontaktu cieplnego pomiedzy próbka lub rurka izolujaca (ochronna) oraz czesciami termoogniw i ksztaltka dociskajaca, co mozna uzyskac przez odpowiednie dopasowanie i wygladzenie czesci.Jak pokazano na rysunku, badana próbka 1 jest umieszczona w rurce ochronnej 2. Rurka 2 jest od zewnatrz otoczona wiazka pierwsza 3 naprzemianlegle ulozonych szesciu elektrod wykonanych z wegla. Z nimi oraz z ksztaltka 5 styka sie wiazka druga 4elektrod wykonanych z wolframu. Zakonczenia elektrod tak weglowych jak i wolframowch sa odpowiednio dopasowane i wygladzone, podobnie jak powierzchnie, z którymi stykaja sie elektrody wiazki pierwszej 3 i drugiej 4.Wszystkie otwory w ceramicznych korkach 6, którymi sa wyprowadzone elektrody sa wykonane równolegle do osi rurki 2, zas konce elektrod wiazki pierwszej 3i drugiej 4sa zacisniete pod niewielkim katem do tej osi, co powoduje ze elektrody na odcinkach pomiedzy ksztaltka 5i korkami 6sa wygiete sprezyscie i co zapewnia ich dokladne przyleganie w miejscach styków roboczych i ulatwia wprowadzenie rurki ochronnej lub próbki.Zespól termoelementó w wraz z nich zamocowanymi oraz badana próbka jest umieszczony w izotempe- raturowym grzewczym radiatorze 7o ksztalcie rury majacej beczulkowata powierzchnie zewnatrzna. Korki 6 sa umocowane w koncach radiatora 7 za pomoca uszczelnien 8. W korkach 6 sa tez umieszczone rurki 9 dla doprowadzania do wnetrza radiatora gazu obojetnego, a w srodkowej czesci radiatora znajduja sie otwory 10 dla odplywu tego gazu.Elektrody wiazki drugiej 4 wykonane z wolframu posiadaja widoczne na rysunku progi oporowe umozliwiajace przesuwanie i ustawianie ksztaltki 5 wewnatrz radiatora oraz sa zakonczone z drugiej zewnetrznej strony widocznymi wtykami polaczeniowymi. Elektrody wiazki pierwszej 3 wykonane z wegla posiadaja na zakonczeniach zewnetrznych gniazda polaczeniowe pod postacia otworków.Wtyki i otworki polaczeniowe sluza do polaczenia ukladu z przewodami kompensacyjnymi, przy czym dla wegla stosuje sie korzystnie przewody kompensacyjne z kanthalu, najdogodniej z kanthalu A o skladzie 70% Fe, 23% Cr, 5% Al i 2% Co.Innym przykladem, rodzajem urzadzenia o takiej samej postaci rozwiazania konstrukcyjnego moze byc równiez urzadzenie przedstawione na rysunku z ta jednak róznica w zastosowanych materialach ze elekte- rody wiazki pierwszej 3 sa wykonane z kanthalu — najkorzystniej z kanthalu A, o skladzie wyzej podanym, zas elektrody wiazki drugiej 4 sa wykonane z wolframu. Ksztaltka 5 w tym rozwiazaniu jest wykonana z kanthalu A.W^tak skonstruowanym urzadzeniu dokonuje sie pomiaru temperatury, jak gdybyjednej bryly, w której centralnym obszarze, w otoczeniu zbioru docisnietych termoogniw, znajduje sie badana próbka ciala. W120 407 3 warunkach równowagi, bez doplywu i odplywu ciepla, temperatura calej bryly ulega wyrównaniu, zas napiecie tennoogniw (mierzone kompensacyjnie — jako sila elektromotoryczna) jest miara temperatury próbki.Urzadzenie nadaje sie równiez do pomiarów dynamicznych pod warunkiem odpowiedniego w\wzorco¬ wania i wprowadzenia poprawek dla nagrzewania i chlodzenia. Wzorcowanie przeprowadza sie korzystnie metoda pomiarów ultradzwiekowych punktów temperaturowych dla topnienia i krzepniecia metali o wyso¬ kiej czystosci.Zastrzezenie patentowe Urzadzenie do bezstykowego pomiaru temperatury malych próbek, wyposazone w wiazke termoele- mentów pomiarowych, których powierzchnie maja kontakt cieplny z badana próbka, zaantieMW tyn, ze termoelementy pomiarowe sa utworzone z dwóch wiazek pierwszej (3) i drugiej (4) elektrod wykonanych / róznych materialów tak, ze do zewnetrznej powierzchni izolujacej rurki (2) zawierajacej próbke (1) lub bezposrednio do próbki (1) sa docisniete klinowe zakonczenia wiazki pierwszej (3) elektrod, do których z kolei sa docisniete klinowe zakonczenia wiazki drugiej (4) elektrod, opartych o wewnetrzna powierzchnie zaciskowej ksztaltki (5) wykonanej z tego samego materialu, z którego wykonanojeden z rodzajów elektrod, przy czym elektrody jednego rodzaju sa wyposazone we wtyki cylindryczne stanowiace zlacza przewodów kompensacyjnych, zas elektrody wykonane z innego rodzaju materialu sa wyposazone w trzpienie wtykowe, przy czym klinowe zakonczenia elektrod wiazki pierwszej (3) i klinowe zakonczenia elektrod wiazki drugiej (4) tworza kat ostry z osia rurki (2), a nastepnie elektrody sa sprezyscie wygiete do polozenia równoleglego do osi rurki (2) i w tym polozeniu sa umocowane w otworach korków (6) izolujacych elektrycznie i odpornych na wysokie temperatury, przy czym korki (6) stanowia gazowo szczelne zamkniecie wewnetrznej przestrzeni radiatora (7) i sa zaopatrzone w rurki (9) dla zapewnienia wewnatrz radiatora przeplywu gazu.120 407 Pracownia Poligraficzna Ul* PRL. Naklad 120 cgz.Cena 100 zl PL