Pierwszenstwo: 25.IX.1965 Czechoslowacja OpubUkowaiio: 3.Vn.l968 55680 KI. 42 i, 12/05 MKP GOI* Al/2 Wlasciciel patentu: Vyzkumny ustav silnoproude elektrotechniky, Be- chovice (Czechoslowacja) Czujnik cieplny, zwlaszcza do pomiaru wartosci miejscowych wspólczynników przejmowania ciepla pTizedimioteni wynalazku jeisft czujnik cieplny, zwlaszcza djo pomiaru wartosci miejscowych wspólczynników przejmowania ciepla.Znane dotychczas urzadzenia mierza niedoklad¬ nie, a pasaugiwanie sie niani jest bardzo czaso¬ chlonne. Nieznajomosc istotnych wairtosci wspól¬ czynników przejmowania ciepla, nip. przy pojedyn¬ czych powierzchniach chlodzacych maszyn elek¬ trycznych stanowi znaczna przeszkode przy bada¬ niach w zakresie poprawy sprawnosci ukladów chlodzacych, przy nowych typach maszyn elek¬ trycznych, z wysokimi sjtopniem wykorzystania aktywnych materialów.W praktyce znany jest pomiar strat ciepilnych meitoda Schmidta, np. straty na sciankach kotlów, przewodów parowych lub tp., przy których nate¬ zenie strumienia cieplnego mierzy sie za pomoca pilyity lub taismy o zwanej przewodowosci ciepl¬ nej, przylozonej do mierzonego miejisca. Ptnzy przejsciu ciepla przez mierzona scianke, okreslona czesc stiruimienia cieplnego przechodzi takze przez przylozona plyte, gdzie wystepuje spadek tempe¬ ratury, który jest proporcjonalny do ilosci ciepla, przechodzacego przez te plyte.Plyta pomiairowa jest zaopatrzona po obu stro¬ nach w czujniki, kjtóre sluza do odczytu róznicy temperatur miejdizy odkryta powierzchnia mierzo¬ nego miejsca i zewnetrzna powierzchnia plyty.Posiadajac dana przewodowosc cieplna przylozo¬ nej plyty oraz jej geometryczne wymiary, mozna ze spadku temperatur obliczyc liczbowo ilosc ciepla, przeplywajaca przez plyte.Metoda Sohimiiditfa plytowa lub tasmowa, w do¬ tychczas znanym i stosowanym rozwiazaniu, nie 5 moze byc jednak stosowana przy maszynach elek¬ trycznych, przy k(tóryich mia byc odprowadzona okreslona ilosc ciepla, z powierzchni chlodzacych bardzo skomplikowanych czesci skladowych o nie- reguflarnych ksztaltach (jak np. polaczenia czolo- io we uzwojen lub tp.).W przypadku, gdy doplyw ciepla wystepuje w warstwie granicznej przy powierzchniach, omy¬ wanych czynnikiem chlodzacym, przylozony czmj- niik moze nie spowodowac przez swoja obecnosc 15 zadnej zmiany w tej warstwie granicznej jak i poprzez swój opór cieipOny zadnej wyczuwalnej zmiany w obiegu ciejpOnym mierzonego miejsca.Czujnik musi byc gietki, dziejki czemu moze ibyc on stosowany przy przedmiotach okraglych oraz 20 musi on byc tak ukiszta3(towany, azeby wykazywal przy wielokrotnym stosowaniu odpornosc na uszkodzenia oraz stalosc przy cechowaniu kon¬ trolnym.Wspomniane wady dotychczas znanych urzadzen 25 zostaly usuniete za pomoca niniejszego wynalaz¬ ku, którego istota polega na tyra, ze konstrukcja nosna czujnika cieplnego utworzona jest z tasm, które sa wykonane z elektrycznie izolujacej folii, podczas gdy wlasciwy element pomiarowy wyfeo- 30 rtany jest z lancwdha plytek z róznych metali, 5568055680 Wtóre sa lutowane na zmiane jedna z druga w ten sposób, ze miejisoa lutowane tworza termoele- menjty w polaiczemiu szeregowym, kttóre przez prze¬ tykanie tych lancuchów ze wispominianymi tasma¬ mi umieszczone zostaja na obydwóch stronach tych tasm.Punkty przegiecia przetykanego lancucha plyt¬ kowego obejmiuflia zewnetrzne krawedzie elemen¬ tu^ skladajacego sie z wiekszej ilosci tasm. Tak, zwane lancuchy plytkowe, lub pasemikowe moga byc przykladowo wylkoniaine w tein sposób, ze folia, która powstaje .przez lutowanie ze soba plytek lub paseimek „jedne do drugich w kisztalcie lancu- cha i za kazdym razem z jednego z dwóch metali, test zaopatrzona w nacieiaia. Wykonany w ten spo¬ sób cziujndk oiepilny moze 'posiadac, na obu po¬ wierzchniach, folie okrywajaca. Pod jedna taka folia okrywajaca jesft umieszczony co najmniej jeden termoelement, kftórego spoina odniesienia znajdiuije sie na zewnatrz czujnika cieplnego.Czufrnfik ciepilny wedfliug wynalazku umozliwia pomiar odprowadzania ciepla w pojedynczych miejiscach rozmaitych powierzchni chlodzacych, na przyklad maszyn elektrycznych podczas ruchu.Wykorzystanie do tego celu wspomnianego wyzej termoelemenitu (termoelemenfcu róznicowego) umo¬ zliwia wówczas, za pomoca mierzonych wartosci (nagrzewanie pc^erzichini badanego obiekrtm), jak i wairtosci mierzonych wlasciwego czujnika, bez¬ posrednie wyznaczenie wsipólczynndków przejmo¬ wania ciepla w danym miejisiou.Czujnik wedlug wynaiazkiu jeist przedstawiony przykladowo na zalaczonym ryisuniku na którym fig. 1 przedstawia lancuch zlutowanych ze soba jedna do drugiej plytek lufo pasemek dwóah me¬ tali, fig. 2 — przykladowo uklad naiciec w tym lancuchu, fig. 3 — pfzetyikande tego lancucha plyt¬ kowego lub pasemlkowego za pomoca tasmy nos¬ nej, wykonanej z izolujacej folii oraz dalszy ter- moelement (termoelement róznicowy), którego spo¬ ina odniesienia umieszczona jest na zewnatrz cziud- nika ciepikiego, a fijg. 4 — przekrój przez gotowy czujnik cieplny.Wlasciwy element pomiaolowy (fig. 4) oklada sie z plytek (jpaisemek) 30 i 40, kjtóre sa wykonane z dwóch róznych metali, tworzacych termoele¬ ment za pomoca lutowania, np. miedzi i komstan- tamu. Szereg tycfi polaczonych termoelemen)tów jes(t utworzony za pomloca naciec zgodnie z fig. 2, które to naciecia przebiegaja poprzecznie do szwów laczacych plyftki 3, 4 olbydwiu metali (fig. 1), przy- iutowane jedna do drugiej.Tasmy 10 (fiig. 3) wykonane z izolujacej elek¬ trycznie folii tworza konisltirukcjje nosna calego urzadzenia. Odnosny lancuch plytkowy jeqt umie¬ szczony na tasmie 10 w ten sposób, ze mliejsica polaczen (termoelementy), które powstaly przez lutowanie plytek (jpaisemek) 30, 40 usytuowane sa po obu stanach tasmy 10.Zestawiony w ten sposób czujnik cieplny po siada, zgodnie z fig. 4, naklejona na obydwóch stronach folie okrywajiaca 50, 51, która stanowi, np. drobna tkanina szklana. Pod taka folia okry¬ wajaca, np. oznaczona symbolem 50, jest umiesz¬ czony termoelement 60, k(tórego spoina odniesie¬ nia znajduje sie na zewnatrz czujnika cieplnego. 10 15 25 Tasmy 10, stanowiace komstirukcje nosna, sa wy¬ konane z bandzo cienkiej folii izolacyjnej np. z tkaniny szklanej z impregnacja epoksydowa lub inna, n(p. impregnacja silikonowa o grubosci t ¦ = 01 mm.Tasmy te sa. przetykane wielokrotnym termo- elementem . róznitoowym, który jeslt utworzony z waskich plytek (pasemek) 30, 40 z nacietej folii o grubosci np. 0,03 mim,, która z kolei zestala wy¬ tworzona poprzez przeplatane Imitowanie plytek (pasemek) 3, 4 z dwóch róznych metali.Technologiczne wytwarzanie iczu|jinika zapewnia jego wytrzymalosc, jednolitosc oraz odpornosc na uszkodzenia. Liczba i dfljugosc plyjtek (pasemek) 3, 4 (fig. 1) sa ksztaltowane zgodnie z wymaga¬ nymi wymiarami zewnetrznymi czujnika. Przez przetykanie plyftek 30, 40 za pomoca tasmy 10, proste i nieproste polaczenia termoelemenitów zo¬ staja umieszczone naprzemian po obu stronach tej taismy.Wykonany w ten sposób czujnik jest najpierw cechowaly na powierzchni ogrzewanej elektrycz¬ nie przy rozmaitych znanych wartosciach wspól¬ czynnika przejmowania ciepla, przy czym po¬ wierzchnia ta jest chlodzona np. sitrumieniem po¬ wietrza.Przy wykonaniach wielokrotnego termoelemen- tu (wlasoiweiglo eiemenitu pomiarowego) zostaje zmierzone napiecie, el9 które jest proporcjonalne 30 do mierzonego strumienia cieplnego 35 40 45 50 55 [i) który przechodzi przez czujnik; Przy wykonaniach ter- moelemenjtu rózntiicowego 60, którego spoina mier¬ nicza jest umieszczona pod folia okrywajaca na zewnetrznej, chlodzonej stronie czujnika cieplne¬ go, a którego spoina odniesienia znajduje sie w sltoiimienliu czynnika chilodizacego, zastaje zmie¬ rzone napiejcie e2, proporcjonalne do nagrzewania sie powierzichni (w °C) mierzonego obiektu.Stosunek tych napiec ex do e2 jeist wprost pro¬ porcjonalny do wispólczynnilka przejmowania cie¬ pla —i i2 °C J .Przy pomiarze w poszczególnych miejscach ba¬ danego obiektu, np. maszyny elektrycznej,, isa mie¬ rzone zawsze obydwie wartosci ei i e^ a prawdzi¬ wa wartosc miejscowa wspólczynnika przejmowa¬ nia ciepla zostaje okreslana bezposrednio z odpo¬ wiedniej charakterystyki cechowania dla stosiun- ku ex do e2. PL