PL66215B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 66215 KI. 42i,8/90 MKP GOlk 7/OA Opublikowano: 24. II. 1973 CZ\ iLLNIA1 Utt^SP Polentcjwego , Twórca wynalazku: Stanislaw Kraszewski Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Instytut Chemii Fizycznej), Warszawa (Polska) Wieloczynnosciowy czujnik temperatury Przedmiotem wynalazku jest wieloczynnosciowy czujnik temperatury.Czujniki temperatury zasadniczo sluza do pomiaru temperatury. Sa równiez wykorzystywane w tech¬ nice regulacji do sterowania ukladami regulacji np. 5 termostatów. Na ogól sa przystosowane do spelnia¬ nia jednej funkcji. I tak np. znany czujnik termo¬ elektryczny, oparty na róznicowo polaczonych ter- moelementach, skonstruowany jest w ten sposób, ze spoina pomiarowa termoelementu, lub spoiny io termostosu, znajdujaca sie w oslonie zabezpiecza¬ jacej, jest umieszczona w badanym osrodku, a spo¬ ina odniesienia znajduje sie w termostacie pomoc¬ niczym, który stanowi odrebny element czujnika.W zaleznosci od zakresu mierzonych temperatur, 15 dopuszczalnego uchybu pomiaru oraz wymaganej temperatury odniesienia, stosuje sie termostaty róznych typów, najczesciej elektryczne, które wy¬ posazone w oddzielny termoregulator, stabilizuja temperature odniesienia z uchybem, uzaleznionym 20 od zamierzonej dokladnosci pomiaru.Taka konstrukcja znanego czujnika, zawierajaca pomocniczy termostat, regulowany i zasilany ener¬ gia doprowadzana z zewnatrz, komplikuje budowe czujnika. Inna niedogodnoscia jest koniecznosc bu- 25 dowy termostatu o zaostrzonych wymaganiach w porównaniu z wymogami wynikajacymi z za¬ mierzonej dokladnosci pomiaru. Termostat oddziel¬ nie umieszczony nie jest bowiem pozbawiony uchy¬ bów stabilizacji temperatury spowodowanych na 30 2 przyklad zaklócajacym wplywem temperatury oto¬ czenia.Znana konstrukcja czujnika jedynie po zastoso¬ waniu oslony o malej stalej czasowej umozliwia pomiar szybkozmiennych efektów termicznych. Po¬ nadto za pomoca znanego czujnika nie mozna urze¬ czywistnic zadanego, liniowego przebiegu zmian temperatury np. termostatu.Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji czujnika, przystosowanego do spelniania kilku za¬ dan jak: ustalanie temperatury, pomiar tempera¬ tury, pomiar rozkladu temperatur w badanym osrodku, pomiar amplitudy zmiennych efektów ter¬ micznych oraz urzeczywistnienie zadanych linio¬ wych przebiegów temperatury o róznych szybko¬ sciach.Istota wieloczynnosciowego czujnika wedlug wy¬ nalazku, z termoelementami polaczonymi róznico¬ wo jest to, ze spoina odniesienia termoelementu jest umieszczona wewnatrz oslony prózniowej, zas spo¬ ina pomiarowa jest umocowana na zewnetrznej sciance tej oslony, przy czym oslona otacza zródlo ciepla, zwlaszcza w postaci walcowego klocka z wmontowanym grzejnikiem oporowym.Zasadnicza zaleta czujnika wedlug wynalazku jest umieszczenie czesci czujnika w jednej oslonie, co upraszcza budowe i jednoczesnie zmniejsza uchyb pomiaru, usuwajac zródla bledów uzaleznionych od stopnia stabilizacji temperatury odniesienia oraz zaklócajacego wplywu otoczenia. 6621566215 Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku.Metalowy, na przyklad miedziany walcowy klo¬ cek 1, umieszczony jes^ w szklanej oslonie próz¬ niowej 9 zlozonej z dwóch polaczonych ze soba paszczy, wewnetrznego 3 i zewnetrznego 2. Na po¬ wierzchni klocka znajduja sie spoiny odniesienia 4.Spoiny pomiarowe 5 termostosu sa umocowane na plaszczu zewnetrznym 2 oslony prózniowej 9.W klocku 1 wmontowany jest oporowy element grzejny 6. Przewody kompensacyjne termostosu oraz przewody zasilania oporowego elementu grzejnego sa doprowadzone do koncówek przepustów 7, które zostaly osadzone na trzonie 8.W przypadku gdy istnieje róznica temperatur miedzy osrodkiem, w którym znajduje sie czujnik i klockiem walcowym 1, w termostosie pojawia sie sila termoelektryczna STE, której wartosc mierzona na koncówkach 7, jest w znacznym przyblizeniu proporcjonalna do tej róznicy temperatur. Na tej zasadzie opiera sie dzialanie czujnika jako miernika przyrostów temperatury. Stala czasowa czujnika, wynoszaca okolo 0,1 sek umozliwia pomiar ampli¬ tudy wahan temperatury osrodka o czestosci rzedu do 2 Hz.Jesli urzadzenie regulacji temperatury np. termo¬ statu jest tak zbudowane, aby na sygnal pojawiaja¬ cej sie sily termoelektrycznej byl zalaczany lub wylaczany obwód grzejny termostartu, wówczas czujnik sluzy do ustalania i utrzymywania stalej temperatury (odpowiadajacej temperaturze odnie¬ sienia). Dzieki obecnosci oporowego elementu grzej¬ nego 6 w klocku walcowym 1, istnieje mozliwosc nastawiania czujnika przez ogrzanie klocka 1 do temperatury zadanej.Jak podano wyzej, zasadnicza funkcja czujnika wedlug wynalazku jest mozliwosc programowania liniowego wzrostu temperatury regulowanego obiek¬ tu. Jest to mozliwe dzieki temu, ze w dostatecznie nadaznym ukladzie temperatura obiektu -i tempe¬ ratura wnetrza czujnika róznia sie od siebie nie- 5 znacznie. W tym przypadku praca czujnika prze¬ biega w warunkach zblizonych do adiabatycznych, tym bardziej, ze opór cieplny oslony prózniowej jest znaczny, a straty cieplne przez przewody kompen¬ sacyjne i przewody zasilania oporowego elementu io grzejnego mozna pominac ze wzgledu na chwilowe nieznaczne róznice temperatur obiektu i wnetrza czujnika. Dlatego po zalaczeniu nagrzewania, za¬ pewniony jest liniowy wzrost temperatury klocka walcowego 1 a tym samym spoin odniesienia, 15 w miare stalego doplywu energii cieplnej. Szyb¬ kosc wzrostu temperatury klocka jest uzalezniona od przylaczonej mocy grzejnej.Jesli w generacyjnym czujniku wedlug wyna¬ lazku zastapi sie pomiarowa galaz termostosu uzwo- 20 jeniem rezystancyjnym a galaz odniesienia termo¬ stosu drugim uzwojeniem rezystancyjnym o takiej samej opornosci i takim samym wspólczynniku temperaturowym, to uzyskuje sie czujnik rezyStan¬ cy jny spelniajacy takie same funkcje jak czujnik 25 wedlug wynalazku. PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Wieloczynnosciowy czujnik temperaturowy stano- 30 wiacy uklad termoelektryczny, znamienny tym, ze spoina odniesienia (4) termoelemantu jest zamoco¬ wana na wewnetrznej sciance (3) oslony próznio¬ wej (9), a spoina pomiarowa (5) termoelementu za¬ mocowana jest na zewnetrznej sciance (2) tej oslo- 35 ny, zas oslona (9) otacza zródlo ciepla, zwlaszcza w postaci walcowego klocka (1) z wmontowanym oporowym elementem grzejnym (6). KZG 1, zam. 350/72 — 100 Cena zl 10.— PL PL