RU105442U1

RU105442U1 - RESISTANCE THERMAL CONVERTER

Info

Publication number: RU105442U1
Application number: RU2011101194/28U
Authority: RU
Inventors: Виктор Александрович Куликов; Виктория Викторовна Сяктерева
Original assignee: Виктор Александрович Куликов
Priority date: 2011-01-12
Filing date: 2011-01-12
Publication date: 2011-06-10

Abstract

Полезная модель направлена на повышение надежности термопреобразователя сопротивления и уменьшение погрешности измерений температуры среды.The utility model is aimed at increasing the reliability of the resistance thermoconverter and reducing the error in measuring the temperature of the medium.

Указанная задача достигается тем, что термопреобразователь сопротивления содержит корпус в виде трубки с теплопроводящим наконечником корпуса, помещенные в него чувствительный элемент в виде катушки провода с каркасом, изолятор и электрические выводы термопреобразователя. При этом катушка намотана на каркас, изолятор соединен с каркасом и с контактными площадками, на которых выводы катушки провода чувствительного элемента электрически соединены с выводами термопреобразователя сопротивления. Дополнительно введена диэлектрическая теплопроводящая трубка, расположенная между корпусом и чувствительным элементом, которая выполнена например, из фторопласта. 1. н.п. ф-лы, 1 илл. This problem is achieved by the fact that the resistance thermoconverter contains a housing in the form of a tube with a heat-conducting tip of the housing, a sensing element placed in it in the form of a wire coil with a frame, an insulator and electrical terminals of the thermal converter. In this case, the coil is wound on the frame, the insulator is connected to the frame and with pads, on which the conclusions of the coil of the wire of the sensing element are electrically connected to the terminals of the resistance thermoconverter. In addition, a dielectric heat-conducting tube is introduced, located between the housing and the sensing element, which is made, for example, of fluoroplastic. 1. n.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для измерения температуры газообразных, жидких и сыпучих сред путем погружения.The utility model relates to the field of measurement technology and can be used to measure the temperature of gaseous, liquid and granular media by immersion.

Известен термометр сопротивления (SU, авторское свидетельство №861977, опубл. 07.09.81 г., бюлл. №33), содержащий бескаркасный проволочный термочувствительный элемент в виде катушки, размещенный в жесткой герметичной оболочке с заполнителем, причем в качестве заполнителя использован неэлектропроводящий порошок, смоченный жидким диэлектриком.Known resistance thermometer (SU, copyright certificate No. 861977, publ. 07.09.81, bull. No. 33) containing a frameless thermosensitive wire element in the form of a coil, placed in a rigid hermetic shell with a filler, and non-conductive powder is used as a filler, wetted by a liquid dielectric.

Недостатком термометра является большая погрешность измерений температуры вследствие саморазогрева внутренних слоев катушки термочувствительного элемента измерительным током, что обусловлено большим термическим сопротивлением между этими слоями и средой.The disadvantage of the thermometer is the large error in temperature measurements due to self-heating of the inner layers of the coil of the thermally sensitive element by the measuring current, which is due to the large thermal resistance between these layers and the medium.

Известна конструкция термопреобразователя сопротивления по патенту РФ №58703 от 19.05.2006 г., состоящая из корпуса в виде трубки и помещенных в него чувствительного элемента в виде катушки провода с каркасом, изолятора и электрических выводов термопреобразователя. Теплопроводящий наконечник корпуса находится в тепловом контакте с каркасом, при этом катушка намотана на каркас в несколько слоев, изолятор присоединен к каркасу через переходный цилиндр и выполнен в виде пластины с контактными площадками, на которых выводы катушки провода чувствительного элемента электрически соединены с выводами термопреобразователя сопротивления. Наконечник корпуса выполнен как единое целое с каркасом, а изолятор выполнен в виде полоски.The design of the resistance thermal converter according to the patent of the Russian Federation No. 58703 dated 05/19/2006, consisting of a housing in the form of a tube and a sensitive element in the form of a wire coil with a frame, an insulator and electrical terminals of the thermal converter, is known. The heat-conducting tip of the case is in thermal contact with the frame, while the coil is wound on the frame in several layers, the insulator is connected to the frame through a transition cylinder and is made in the form of a plate with contact pads on which the conclusions of the coil of the wire of the sensing element are electrically connected to the terminals of the resistance thermoconverter. The tip of the body is made as a unit with the frame, and the insulator is made in the form of a strip.

Недостатками термопреобразователя сопротивления являются низкая надежность вследствие электрического замыкания витков катушки на корпус в условиях вибрации и большая погрешность измерения температуры, обусловленная саморазгревом чувствительного элемента под действием измерительного тока за счет большого термического сопротивления между верхними слоями катушки и корпусом.The disadvantages of the resistance thermoconverter are low reliability due to the electrical circuit of the coil turns on the housing under vibration conditions and the large error in temperature measurement due to self-heating of the sensitive element under the influence of the measuring current due to the large thermal resistance between the upper layers of the coil and the housing.

Задачами полезной модели являются повышение надежности термопреобразователя сопротивления и уменьшение погрешности измерений температуры среды.The objectives of the utility model are to increase the reliability of the resistance thermoconverter and reduce the error in measuring the temperature of the medium.

Технический результат достигается за счет электрической изоляции витков катушки чувствительного элемента от корпуса и уменьшения саморазогрева чувствительного элемента под действием измерительного тока за счет размещения дополнительный диэлектрической теплопроводящей трубки между катушкой и корпусом.The technical result is achieved due to the electrical isolation of the turns of the coil of the sensing element from the housing and reducing the self-heating of the sensitive element under the influence of the measuring current by placing an additional dielectric heat-conducting tube between the coil and the housing.

Поставленные задачи решаются путем того, что термопреобразователь сопротивления содержит корпус в виде трубки с теплопроводящим наконечником корпуса, помещенные в него чувствительный элемент в виде катушки провода с каркасом, изолятор и электрические выводы термопреобразователя. При этом катушка намотана на каркас, изолятор соединен с каркасом и с контактными площадками, на которых выводы катушки провода чувствительного элемента электрически соединены с выводами термопреобразователя сопротивления. Дополнительно введена диэлектрическая теплопроводящая трубка, расположенная между корпусом и чувствительным элементом, которая выполнена например, из фторопласта.The tasks are solved by the fact that the resistance thermoconverter contains a housing in the form of a tube with a heat-conducting tip of the housing, a sensitive element placed in it in the form of a wire coil with a frame, an insulator and electrical terminals of the thermal converter. In this case, the coil is wound on the frame, the insulator is connected to the frame and with pads, on which the conclusions of the coil of the wire of the sensing element are electrically connected to the terminals of the resistance thermoconverter. In addition, a dielectric heat-conducting tube is introduced, located between the housing and the sensing element, which is made, for example, of fluoroplastic.

На фигуре показан термопреобразователь сопротивления в разрезе.The figure shows a thermal resistance transducer in section.

Термопреобразователь сопротивления состоит из наконечника 1 каркаса конической или цилиндрической формы из меди или сплава меди, каркаса 2 чувствительного элемента из меди или сплава меди, примыкающего к основанию наконечника 1 и имеющего с ним тепловой контакт, чувствительного элемента 3 в виде многослойной катушки из медного провода, намотанной на каркас 2. Термопреобразователь содержит корпус 4 в виде трубки защитной металлической, герметично прикрепленной к наконечнику 1, например, с помощью клея, трубку 5 из диэлектрического теплопроводящего материала, например, фторопласта, установленную внутри корпуса 4 поверх катушки 3 чувствительного элемента, изолятор 6 с контактными площадками 7, прикрепленный к каркасу 2, например, с помощью клея, выводы 8 катушки чувствительного элемента 3, распаянные на контактные площадки 7 изолятора 6, электрические выводы 9 термопреобразователя сопротивления, припаянные к контактным площадкам 7 изолятора 6.The resistance thermal converter consists of a tip 1 of a conical or cylindrical frame made of copper or a copper alloy, a frame 2 of a sensing element made of copper or a copper alloy adjacent to the base of the tip 1 and having thermal contact with it, a sensing element 3 in the form of a multilayer coil of copper wire, wound on a frame 2. The thermocouple contains a housing 4 in the form of a protective metal tube, hermetically attached to the tip 1, for example, with glue, a tube 5 made of dielectric heat material, for example, fluoroplastic, installed inside the housing 4 on top of the coil 3 of the sensing element, an insulator 6 with contact pads 7, attached to the frame 2, for example, with glue, leads 8 of the coil of the sensing element 3, soldered to the contact pads 7 of the insulator 6, electrical leads 9 of the resistance thermoconductor soldered to the contact pads 7 of the insulator 6.

Термопреобразователь сопротивления работает следующим образомThe resistance transducer operates as follows

Перед измерением температуры термопреобразователь погружается в исследуемую среду на глубину, превышающую общую длину наконечника 1 и каркаса 2, и выдерживается до установления теплового равновесия со средой. При измерении температуры через катушку чувствительного элемента 3 пропускается измерительный электрический ток. За счет мощности тока происходит выделение тепла в катушке. От внешних слоев катушки чувствительного элемента 3 тепло отводится через диэлектрическую теплопроводящую трубку 5 и через корпус 4 в среду. От внутренних слоев катушки чувствительного элемента 3 тепло отводится через теплопроводящий каркас 2 и наконечник 1 в среду.Before measuring the temperature, the thermocouple is immersed in the test medium to a depth exceeding the total length of the tip 1 and frame 2, and maintained until thermal equilibrium is established with the medium. When measuring temperature, a measuring electric current is passed through the coil of the sensing element 3. Due to the current power, heat is generated in the coil. From the outer layers of the coil of the sensing element 3, heat is removed through a dielectric heat-conducting tube 5 and through the housing 4 into the medium. From the inner layers of the coil of the sensing element 3, heat is removed through the heat-conducting frame 2 and the tip 1 to the medium.

В процессе транспортировки и проведения измерений температуры среды в условиях вибраций витки катушки чувствительного элемента перемещаются и соприкасаются с трубкой 5. Благодаря исполнению ее из диэлектрического материала исключается электрическое замыкание витков чувствительного элемента на корпус.In the process of transportation and measurement of the temperature of the medium under vibration, the coils of the sensor coil move and come in contact with the tube 5. Due to its design from dielectric material, the electrical circuit of the coils of the sensor to the body is excluded.

За счет выполнения диэлектрической трубки из теплопроводящего материала улучшается тепловой контакт внешних слоев катушки чувствительного элемента с корпусом и средой. В результате снижается степень саморазогрева чувствительного элемента измерительным током и уменьшается погрешность измерения температуры среды.Due to the implementation of the dielectric tube from a heat-conducting material, the thermal contact of the outer layers of the coil of the sensing element with the housing and the medium is improved. As a result, the degree of self-heating of the sensitive element by the measuring current decreases and the error in measuring the temperature of the medium decreases.

Claims

1. A resistance thermoconverter, comprising a housing in the form of a tube with a heat-conducting tip of the housing, a sensing element placed in it in the form of a wire coil with a frame, an insulator and electrical terminals of the thermal converter, while the coil is wound on the frame, the insulator is connected to the frame and with pads, which the conclusions of the coil of the wire of the sensing element are electrically connected to the terminals of the resistance thermoconverter, characterized in that the dielectric heat conductor is additionally introduced schaya tube, located between the housing and the sensor element;

2. The resistance thermoconverter according to claim 1, characterized in that the dielectric heat-conducting tube is made of fluoroplastic.