RU2663277C1 - Способ крепления термопар - Google Patents
Способ крепления термопар Download PDFInfo
- Publication number
- RU2663277C1 RU2663277C1 RU2017112195A RU2017112195A RU2663277C1 RU 2663277 C1 RU2663277 C1 RU 2663277C1 RU 2017112195 A RU2017112195 A RU 2017112195A RU 2017112195 A RU2017112195 A RU 2017112195A RU 2663277 C1 RU2663277 C1 RU 2663277C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thermocouple
- test object
- blind hole
- hot junction
- thermocouples
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 102000010410 Nogo Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010077641 Nogo Proteins Proteins 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
- G01K1/14—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
- G01K1/14—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations
- G01K1/146—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations arrangements for moving thermometers to or from a measuring position
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области измерения температуры с использованием термопар, а именно к способам крепления термопар к объектам, подверженным деформациям вследствие линейных расширений при высоких температурах и вибрационным воздействиям, например к корпусам летательных аппаратов. Гибкий корпус термопары жестко крепят вблизи точки измерения к неподвижным окружающим конструкциям, в теле испытуемого объекта в точке измерения выполняют глухое отверстие с фаской и дренажным каналом для отвода горячего воздуха из глухой полости точки измерения, горячий спай термопары вводят в указанное глухое отверстие, при этом размеры глухого отверстия и корпуса термопары в зоне горячего спая должны одновременно обеспечивать их касание и возможность взаимного перемещения при воздействии высокой температуры, вибрации, ударных и линейных нагрузок, а также при каких-либо смещениях тела испытуемого объекта относительно места крепления термопары. Технический результат - обеспечение измерения температуры динамически подвижных объектов. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области измерения температуры с использованием термопар, а именно к способам крепления термопар к объектам, подверженным деформациям вследствие линейных расширений при высоких температурах и вибрационным воздействиям, например, к корпусам летательных аппаратов.
Условия, которые необходимо соблюдать при измерении температуры подобных объектов, следующие:
- максимальный тепловой контакт горячего спая с образцом;
- сохранение целостности и прочности образца;
- сохранение целостности и электрических характеристик термопары в процессе измерений.
Требуемые условия для закрепления термопар достигаются двумя путями. Первый путь - это механическое прижатие термопары к поверхности образца [1. Авт. св. SU №49379, кл. G01K 7/02. Прибор для измерения температуры поверхностей / Брюханов Ф.С. (12.12.1935). Опубл. 31.08.1936 г.]. Такой способ не обеспечивает надежное контактирование горячего спая и испытуемого образца в широком диапазоне измеряемых температур. Возможно механическое повреждение термопары из-за соударений с испытуемым образцом при вибрации. При нарушении механического контакта термопары и испытуемого образца результаты измерений становятся недостоверными, резко увеличивается инерционность измерений. Второй путь - это вдавливание горячего спая термопары в расплавленный металл в точке измерений [2. Патент RU №2034246. МПК6 G01K 7/02. Способ крепления термопар / Мугалев А.П. (23.07.1982). Опубл. 30.04.1995]. Наряду с достоинствами метода - хороший контакт термопары и образца, хорошие метрологические характеристики - он не может использоваться для динамически подвижных объектов в связи с риском поломки термопар.
Известен способ крепления по авторскому свидетельству SU №180382 [3. Авт. св. SU №180382. МПК6 G01K. Способ установки термопары для контроля температуры продукта в процессе сублимационной сушки / Яушева Э.Ф., Камовников Б.П. (13.11.1965). Опубл. 21.03.1966. Бюл. №7.] По этому способу в образце выполняется отверстие, термопара вводится в тело испытуемого образца в отверстие и жестко фиксируется в таком положении. Такой способ, создавая механическую прочность крепления термопары к образцу, не обеспечивает надежность контактирования при деформациях образца вследствие линейных температурных расширений при высоких температурах и воздействии вибрации. Более того, при жестком креплении термопары к испытуемому объекту при перемещении объекта возможны повреждения термопары и невозможность выполнения измерений.
Известен способ крепления термопар путем их размещения в теле испытуемого объекта, характеризующегося температурными деформациями и воздействием вибрационных нагрузок, причем гибкий корпус термопары жестко крепят вблизи точки измерения к неподвижным окружающим конструкциям [4. CN 1936525 А. МПК6 G01K 1/14, G01K 7/02, G01K 3/08. Carbon-fiber composite material highspeed air-craft rectifying cover surface transient temperature measuring apparatus (BEIJING AERONAUTICAL & SPACE U) 28.03.2007, описание с. 6, абз. 4-5, фиг. 1-3.]
В данном решении в теле испытуемого объекта в точке измерения отсутствует глухое отверстие с фаской и дренажным каналом для отвода горячего воздуха из глухой полости точки измерения, тем самым не обеспечено касание корпуса термопары и испытуемого объекта в процессе измерений.
Наиболее близкой к изобретению является методика температурных измерений, предусматривающая выполнение в теле испытуемого объекта в точке измерения глухого отверстия с фаской, причем горячий спай термопары вводят в указанное глухое отверстие, при этом размеры глухого отверстия и корпуса термопары в зоне горячего спая должны одновременно обеспечивать их касание и возможность взаимного перемещения, что позволяет повысить точность получаемых результатов измерений за счет компенсации перемещения испытуемого объекта возможностью взаимного перемещения копуса термопары в зоне горячего спая и испытуемого объекта в процессе измерений [5. FR №3030731 А1 МПК6 G01K 1/146. Tool and method of installation of a thermocouple (ELECTRICITE DE FRANCE SA) 24.06.2016, описание с. 3, ст. 16 - с. 6 ст. 34, фиг. 3].
Данный способ снятия измерений является ненадежным при применении в изделиях, подвергающихся внешним воздействиям, таким как высокая температура, вибрации, ударные и линейные нагрузки, а также при каких-либо смещениях тела испытуемого объекта относительно места крепления термопары. Такие воздействия и смещения могут вызвать большие механические напряжения в сварном шве, которые приведут к его разрушению и прекращению контакта термопары и тела испытуемого объекта.
Целью изобретения является обеспечение измерения температуры динамически подвижных объектов и исключение недостатков, выявленных в прототипе и аналогах. Эта цель достигается компенсацией перемещения испытуемого объекта возможностью взаимного перемещения корпуса термопары в зоне горячего спая и испытуемого объекта в процессе измерений.
Для этого гибкий корпус термопары жестко крепят к неподвижным окружающим конструкциям вблизи точки измерений. В теле испытуемого объекта в точке измерений выполняют глухое отверстие с фаской для облегчения возможности введения горячего спая термопары в указанное отверстие «вслепую» и дренажным каналом для отвода горячего воздуха из полости глухого отверстия. Горячий спай термопары вводят в указанное отверстие, при этом размеры глухого отверстия и корпуса термопары в зоне горячего спая должны одновременно обеспечивать касание горячего спая термопары и испытуемого образца и возможность их взаимного перемещения при воздействии высокой температуры, вибрации, ударных и линейных нагрузок, а также при каких-либо смещениях тела испытуемого объекта относительно места крепления термопары.
Заявляемое изобретение отличается от способа по прототипу тем, что по предлагаемому способу возможно перемещение корпуса термопары в зоне горячего спая в теле испытуемого объекта, обеспечивается постоянный контакт с телом испытуемого объекта по стенкам отверстия благодаря жесткой посадке, а не определенной точкой с применением сварки, которая подвержена разрушению при воздействии высокой температуры, вибрации, ударных и линейных нагрузок, а также при каких-либо смещениях тела испытуемого объекта относительно места крепления термопары.
Изобретение поясняется чертежами:
На фиг. 1 показана схема выполнения предлагаемого способа, где 1 - испытуемый образец, 2 - горячий спай термопары, 3 - корпус термопары.
На фиг. 2 показан разрез в месте ввода термопары в отверстие испытуемого образца, где 4 - глухое отверстие, включающее фаску и дренажный канал.
На фиг. 3 показано место жесткого крепления корпуса термопары к неподвижным окружающим конструкциям.
При деформации испытуемого объекта в любой из трех плоскостей, либо во всех направлениях одновременно, происходит перемещение его относительно корпуса термопары в зоне горячего спая при сохранении их контактирования. Такие перемещения испытуемого объекта не приводят к поломке термопары, т.к. ее гибкая конструкция позволяет осуществить термокомпенсацию перемещений.
Техническим результатом является обеспечение измерения температуры динамически подвижных объектов.
Предлагаемый способ повышает качество и надежность крепления термопар и может быть осуществлен с помощью стандартного оборудования и материалов отечественного производства. Таким образом, заявленный способ соответствует критерию «промышленная применимость».
Источники, принятые во внимание
1. Авт. св. SU №49379, кл. G01K 7/02. Прибор для измерения температуры поверхностей / Брюханов Ф.С. (12.12.1935). Опубл. 31.08.1936 г.
2. Патент RU №2034246. МПК6 G01K 7/02. Способ крепления термопар / Мугалев А.П. (23.07.1982). Опубл. 30.04.1995.
3. Патент RU №180382. МПК6 G01K. Способ установки термопары для контроля температуры продукта в процессе сублимационной сушки / Яушева Э.Ф., Камовников Б.П. (13.11.1965). Опубл. 21.03.1966. Бюл.№7.
4. Патент CN 1936525 А. МПК6 G01K 1/14, G01K 7/02, G01K 3/08. Carbon-fiber composite material high-speed air-craft rectifying cover surface transient temperature measuring apparatus (BEIJING AERONAUTICAL & SPACE U) 28.03.2007, описание с. 6, абз. 4-5, фиг. 1-3.
5. Патент FR №3030731 А1 МПК6 G01K 1/146. Tool and method of installation of a thermocouple (ELECTRICITE DE FRANCE SA) 24.06.2016, описание с. 3, ст. 16 - с. 6 ст. 34, фиг. 3.
6. Патент RU №2114403 МПК6 G01K 1/14, G01K 7/02. Устройство для измерения температуры внутренней цилиндрической поверхности / Дикарев И.М., Сережкин Н.И., Серокуров А.Н., Федоров В.А. (31.05.1995). Опубл. 27.06.1998.
7. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. Т. 1. 8-е изд. / Под ред. И.Н. Жестковой. - М.: Машиностроение, 2001. - С. 457-466.
Claims (1)
- Способ крепления термопар путем их размещения в теле испытуемого объекта, характеризующегося температурными деформациями и воздействием вибрационных нагрузок, отличающийся тем, что гибкий корпус термопары жестко крепят вблизи точки измерения к неподвижным окружающим конструкциям, в теле испытуемого объекта в точке измерения выполняют глухое отверстие с фаской и дренажным каналом для отвода горячего воздуха из глухой полости точки измерения, горячий спай термопары вводят в указанное глухое отверстие, при этом размеры глухого отверстия и корпуса термопары в зоне горячего спая должны одновременно обеспечивать их касание и возможность взаимного перемещения при воздействии высокой температуры, вибрации, ударных и линейных нагрузок, а также при каких-либо смещениях тела испытуемого объекта относительно места крепления термопары.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017112195A RU2663277C1 (ru) | 2017-04-10 | 2017-04-10 | Способ крепления термопар |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017112195A RU2663277C1 (ru) | 2017-04-10 | 2017-04-10 | Способ крепления термопар |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2663277C1 true RU2663277C1 (ru) | 2018-08-03 |
Family
ID=63142782
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017112195A RU2663277C1 (ru) | 2017-04-10 | 2017-04-10 | Способ крепления термопар |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2663277C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2682980C1 (ru) * | 2018-03-27 | 2019-03-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Алтайский ГАУ) | Способ крепления термопары к металлическому изделию |
RU2783221C1 (ru) * | 2022-02-21 | 2022-11-10 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | Устройство для измерения температуры внутренней цилиндрической поверхности вала |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU180382A1 (ru) * | Московский технологический институт сной , молочной | Способ установки термопары для контроля | ||
SU495551A1 (ru) * | 1972-02-08 | 1975-12-15 | Уральский Филиал Всесоюзного Теплотехнического Научно-Исследовательского Института Им.Э.Ф.Дзержинского (Уралвти) | Узел заплавки гор чего спа термопары |
SU1068735A1 (ru) * | 1981-04-08 | 1984-01-23 | Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" | Способ креплени спа термопары внутри стальной заготовки |
RU2034246C1 (ru) * | 1982-07-23 | 1995-04-30 | Центральный аэрогидродинамический институт им.проф.Н.Е.Жуковского | Способ крепления термопар |
CN1936525A (zh) * | 2006-10-17 | 2007-03-28 | 北京航空航天大学 | 碳纤维复合材料高速飞行器整流罩表面瞬态温度测量装置 |
FR3030731A1 (fr) * | 2014-12-18 | 2016-06-24 | Electricite De France | Outil et procede de pose d'un thermocouple |
-
2017
- 2017-04-10 RU RU2017112195A patent/RU2663277C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU180382A1 (ru) * | Московский технологический институт сной , молочной | Способ установки термопары для контроля | ||
SU314222A1 (ru) * | Московский ордена Ленина химико технологический институт | Способ измерения температуры углеродистого гранулированного материала в высокочастотномполе | ||
SU495551A1 (ru) * | 1972-02-08 | 1975-12-15 | Уральский Филиал Всесоюзного Теплотехнического Научно-Исследовательского Института Им.Э.Ф.Дзержинского (Уралвти) | Узел заплавки гор чего спа термопары |
SU1068735A1 (ru) * | 1981-04-08 | 1984-01-23 | Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" | Способ креплени спа термопары внутри стальной заготовки |
RU2034246C1 (ru) * | 1982-07-23 | 1995-04-30 | Центральный аэрогидродинамический институт им.проф.Н.Е.Жуковского | Способ крепления термопар |
CN1936525A (zh) * | 2006-10-17 | 2007-03-28 | 北京航空航天大学 | 碳纤维复合材料高速飞行器整流罩表面瞬态温度测量装置 |
FR3030731A1 (fr) * | 2014-12-18 | 2016-06-24 | Electricite De France | Outil et procede de pose d'un thermocouple |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2682980C1 (ru) * | 2018-03-27 | 2019-03-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Алтайский ГАУ) | Способ крепления термопары к металлическому изделию |
RU2783221C1 (ru) * | 2022-02-21 | 2022-11-10 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | Устройство для измерения температуры внутренней цилиндрической поверхности вала |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9752937B2 (en) | Temperature sensing assembly for measuring temperature of a surface of a structure | |
KR910001365A (ko) | 온도측정 장치 및 그 열전쌍 조립체 | |
RU2663277C1 (ru) | Способ крепления термопар | |
CN108226216B (zh) | 线膨胀系数测定方法和测定装置 | |
KR20170000638A (ko) | 고온 환경용 접촉식 변형률 측정장치 및 방법 | |
CN102353468B (zh) | 一种太阳能电池烧结炉温度测定装置及其使用方法 | |
CN108132112B (zh) | 一种高超声速飞行器表面热流辨识装置及设计方法 | |
Zhao et al. | Characterization of electrical–thermal–mechanical deformation of bonding wires under silicone gel using LF-OCT | |
Benabou et al. | Development and first assessment of a DIC system for a micro-tensile tester used for solder characterization | |
Pantou et al. | Identification of critical stress location on PCBs taking into account the influence of fixations and housing | |
Brenneis et al. | Smart components through rotary swaging | |
US10312123B2 (en) | Method for compensating probe misplacement and probe apparatus | |
CN110088592B (zh) | 试验治具和试验方法 | |
KR101879039B1 (ko) | 온도측정장치 | |
JP7136739B2 (ja) | タービンの計測方法および計測システム | |
CN205374167U (zh) | 一种测量试样产生的应变的检测装置 | |
JP2007208138A (ja) | 半導体装置の検査方法 | |
US3956919A (en) | High temperature strain gage calibration fixture | |
Garner et al. | High temperature alternatives to ball grid coplanarity measurements to improve correlation to surface mount quality | |
CN215261527U (zh) | 用于测量热件的检具 | |
RU2657130C1 (ru) | Устройство индикации относительного перемещения объектов | |
Tiedje et al. | Experimental methodology for low temperature vibration investigations on electronic modules | |
KR20150019379A (ko) | 열처리재 온도 측정 장치 및 방법 | |
CN108709643A (zh) | 基于红外成像的gis设备内部发热状态试验系统 | |
US20160291055A1 (en) | Probe card and test apparatus |