RU157153U1 - Шарнирный зонд для измерения полей температуры и скорости - Google Patents

Abstract

Шарнирный зонд для измерения полей температуры и скорости, содержащий шток с установленным на конце датчиком, отличающийся тем, что снабжён двумя шарнирами, делящими шток на внутреннее и внешнее плечи, приваренными к штоку, сильфоном, приваренным к фланцу и штоку, координатным механизмом, выполненным в виде двух суппортов и двух индикаторов соответственно, закреплённым на другом конце штока с помощью шарнира, соединенного с концом штока.

Description

Полезная модель относится к области измерительной техники и предназначена для использования при исследовании полей скорости и температуры в потоках различных теплоносителей при течении в каналах с поперечным сечением разнообразной_формы.

Наиболее близким к полезной модели является шарнирный зонд, описанный в работе "Turbulent transport of momentum and heat in magnetohydrodynamic rectangular duct flow with strong sidewall jets", U. Burr, L. Barleon, U. Mullewr, A. Tsinober. J. Fluid Mtch. (2000), vol. 406, pp. 247-279. Этот зонд представляет собой стержень, вводимый в поток через боковую стенку канала через уплотнение, на конце которого установлено четыре электрода разной длины. Зонд позволяет измерять температуру и сразу две компоненты поля скорости в выбранном сечении, что является достоинством такой конструкции.

Однако известное устройство обеспечивает измерения скорости и температуры возможно в ограниченном числе точек исследуемого сечения, плохую герметичность сальникового уплотнения и недостаточную жесткость при фиксации зонда в сальниковом уплотнении, что может привести к неконтролируемому смещению датчика в сечении под напором теплоносителя.

Таким образом, известное устройство имеет ограниченные функциональные возможности, так как не позволяет получить полные данные о полях температуры и скорости в заданном сечении канала.

Техническая задача полезной модели заключается в возможности позиционирования датчиков различного типа в одной плоскости и обеспечении гарантированного подхода к стенке в каналах различного сечения.

Техническим результатом полезной модели является расширение функциональных возможностей за счет получение подробных сведений о распределении скоростей и температур в потоках теплоносителей при течении в каналах различной формы с учетом дополнительных факторов (сильные магнитные поля, большие тепловые потоки и особенности перспективных теплоносителей (коррозионная активность, токсичность, непрозрачность)).

Технический результат достигается тем, что известный шарнирный зонд для измерения полей температуры и скорости, содержащий шток с установленным на конце датчиком, снабжен двумя шарнирами, делящими шток на внутреннее и внешнее плечи, приваренными к штоку, сильфоном, приваренным к фланцу и штоку, координатным механизмом, выполненным в виде двух суппортов и двух индикаторов соответственно, закрепленным на другом конце штока с помощью шарнира соединенного с концом штока.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором показан шарнирный зонд для измерения полей температуры и скорости.

Шарнирный зонд содержит шток 1 из нержавеющей стали, к которому приварены шарниры 2, делящие шток на внешнее и внутреннее плечи, и прижимающую пружину 3 к конической опоре 4. Такое соединение штока 1 с конической опорой 4 обеспечивает возможность поворота штока 1 в любом направлении. Герметизации штока 1 осуществляется с помощью сильфона 5, один конец которого приварен к штоку 1, второй конец - к фланцу 6. Измерительный датчик 7, например, термопара, датчик скорости и др., закреплен на том конце штока 1, который вводится в поток (при измерении температур горячий спай термопары имеет диаметр d≈0,2 мм, при измерении поля скорости трубкой Пито - диаметр трубки равен d≈1-1,5 мм). На конце штока 1 установлены два суппорта 8 для перемещения конца штока 1 и два индикатора 9 с ценой деления 0,01 мм, образующие координатный механизм.

Шарнирный зонд для измерения полей температуры и скорости работает следующим образом.

Шток с измерительным датчиком 7 на конце вводится в поток теплоносителя навстречу течению и фиксируется по центру в заданном сечении. Шарнир 2, прикрепленный к середине штока 1, обеспечивает возможность вращения штока 1 в любом направлении, позволяя получить полные поля исследуемой характеристики посредством измерительного датчика 7. Два суппорта 8, установленные на другом конце штока 1 перпендикулярно друг другу осуществляют перемещения штока 1 в двух взаимно-перпендикулярных направлениях, тем самым, позволяя позиционировать измерительный датчик 7 в любую точку поперечного сечения. Это перемещение регистрируется двумя индикаторами 9, соединенными с суппортами 8. Герметичность ввода зонда обеспечивается сильфоном 5.

Предварительной тарировкой зонда определяется соотношение длин внешнего и внутреннего плеч штока. Это позволяет по перемещению внешнего плеча рычага определить перемещение измерительного элемента и определить координату точки поперечного сечения, в которой производится измерение температуры или скорости.

Все детали зонда изготавливаются из нержавеющей стали 12Х18Н10Т и, следовательно, зонд может использоваться для проведения исследований в широком диапазоне температур: от 0°C до 500-600°C.

Также зонд обладает устойчивостью к коррозионному воздействию теплоносителя.

Использование полезной модели обеспечивает получение подробных сведений о распределении скоростей и температур в потоках теплоносителей при течении в каналах различной формы с учетом дополнительных факторов (сильные магнитные поля, большие тепловые потоки и особенности перспективных теплоносителей (коррозионная активность, токсичность, непрозрачность)).

Claims (1)

1. Шарнирный зонд для измерения полей температуры и скорости, содержащий шток с установленным на конце датчиком, отличающийся тем, что снабжён двумя шарнирами, делящими шток на внутреннее и внешнее плечи, приваренными к штоку, сильфоном, приваренным к фланцу и штоку, координатным механизмом, выполненным в виде двух суппортов и двух индикаторов соответственно, закреплённым на другом конце штока с помощью шарнира, соединенного с концом штока.

   

Images