RU65221U1

RU65221U1 - TEMPERATURE SENSOR (OPTIONS)

Info

Publication number: RU65221U1
Application number: RU2007112799/22U
Authority: RU
Inventors: Людмила Николаевна Елагина; Игорь Евгеньевич Ефимов; Виктор Павлович Оловянников; Владимир Феоктистович Сучинский; Владимир Павлович Шильников
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2007-07-27

Abstract

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в системах контроля газовых потоков при испытаниях и эксплуатации газотурбинных двигателей. Датчик содержит кабельный термоэлектрический преобразователь с хромель-алюмелевыми термоэлектродами и рабочим спаем, соединительную втулку, выводы термоэлектродов. Датчик снабжен корпусом, внутри которого расположен термопарный кабель с малым диаметром жил, имеющий два одинаковых рабочих спая, рабочий конец термопреобразователя имеет заглушку для герметизации, фланцем для крепления, соединенным с корпусом с помощью сварки, головкой, приваренной к фланцу, выполненной в виде цилиндра, заполненного электроизоляционным материалом, с крышкой, центральная ее часть выступает наружу и имеет по центру сквозной канал, а внутри головки расположены термоэлектроды термопарного кабеля с малым диаметром жил, соединенные с помощью сварки с соответствующими термоэлектродами термопарного кабеля большего диаметра жил. Термопарный кабель имеет четыре жилы - две алюмелевые и две хромелевые. Кроме того датчик имеет две обжимные втулки, одна из которых расположена за соединительной втулкой, другая - в месте крепления выводов, выводы выполнены в виде проводов с металлической оплеткой и имеющие на концах четыре наконечника для подключения к вторичной аппаратуре. Альтернативный вариант выполнения содержит дополнительно камеру торможения, выполненную в виде колпачка с отверстиями на боковых стенках цилиндрической поверхности и приваренную к корпусу датчика. 2 с.п. ф-лы, 3 илл.The invention relates to the field of instrumentation and can be used in gas flow control systems during testing and operation of gas turbine engines. The sensor contains a cable thermoelectric converter with chromel-alumel thermoelectrodes and a working junction, a connecting sleeve, terminals of thermoelectrodes. The sensor is equipped with a housing, inside which a thermocouple cable with a small diameter of conductors is located, having two identical working junctions, the working end of the thermal converter has a plug for sealing, a mounting flange connected to the housing by welding, a head welded to a flange made in the form of a cylinder, filled with an insulating material, with a cover, its central part protrudes outward and has a through channel in the center, and inside the head there are thermoelectrodes of a thermocouple cable with a small core diameter, with unity by welding to the corresponding thermoelectrodes thermocouple cable of larger diameter strands. The thermocouple cable has four cores - two alumel and two chromel. In addition, the sensor has two crimp bushings, one of which is located behind the connecting sleeve, the other at the point of attachment of the terminals, the terminals are made in the form of wires with a metal braid and having four terminals at the ends for connection to secondary equipment. An alternative embodiment further comprises a braking chamber made in the form of a cap with holes on the side walls of a cylindrical surface and welded to the sensor body. 2 s.p. f-ly, 3 ill.

Description

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в системах контроля температуры газовых потоков при испытаниях и эксплуатации газотурбинных двигателей.The invention relates to the field of instrumentation and can be used in temperature control systems of gas flows during testing and operation of gas turbine engines.

Известны датчики температуры, содержащие термоэлектрический преобразователь с хромель-алюмелевыми термоэлектродами и рабочим спаем, соединительную втулку, выводы термоэлектродов, (ГОСТ 23847-79 «Преобразователи термоэлектрические кабельные», с.3).Known temperature sensors containing a thermoelectric converter with chromel-alumel thermoelectrodes and a working junction, a connecting sleeve, leads of thermoelectrodes, (GOST 23847-79 "Thermoelectric cable converters", p.3).

Недостатком этого датчика температуры являются низкая механическая прочность и недостаточная надежность при замере температуры выходящих газов газотурбинного двигателя.The disadvantage of this temperature sensor is low mechanical strength and insufficient reliability when measuring the temperature of the exhaust gases of a gas turbine engine.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, это повышение механической прочности и надежности датчика для определения температуры выходящих газов газотурбинного двигателя.The technical result to which the claimed invention is directed is to increase the mechanical strength and reliability of the sensor for determining the temperature of the exhaust gases of a gas turbine engine.

Для достижения указанного технического результата датчик температуры, содержащий кабельный термоэлектрический преобразователь с хромель-алюмелевыми термоэлектродами и рабочим спаем, соединительную втулку, выводы термоэлектродов, дополнительно снабжен корпусом, выполненным в виде гильзы, внутри которой расположен термопарный кабель с малым диаметром жил, имеющий два одинаковых рабочих спая, а рабочий конец термопреобразователя имеет заглушку для герметизации, фланцем для крепления, соединенным с корпусом с помощью сварки, приваренной к фланцу головкой, выполненной в виде цилиндра, заполненного электроизоляционным материалом, с крышкой, центральная часть которой выступает наружу и имеет по центру сквозной канал, а внутри головки расположены термоэлектроды термопарного кабеля с малым диаметром жил, соединенные с помощью сварки с соответствующими термоэлектродами To achieve the technical result, a temperature sensor containing a cable thermoelectric converter with chromel-alumel thermoelectrodes and a working junction, a connecting sleeve, leads of thermoelectrodes is additionally equipped with a housing made in the form of a sleeve, inside of which there is a thermocouple cable with a small diameter of conductors, having two identical working soldering, and the working end of the thermal converter has a plug for sealing, a flange for fastening, connected to the housing by welding, is welded th head to a flange formed in a cylinder filled with an electrically insulating material, with a cover, the central portion of which extends outwardly and has a centered bore therethrough, and located within the head thermoelectrodes thermocouple cable with a small diameter veins, are connected by welding to the corresponding thermoelectrodes

термопарного кабеля большого диаметра жил, при этом термопарный кабель имеет четыре жилы - две алюмелевые и две хромелевые, кабель большого диаметра жил соединен с крышкой с помощью пайки, а цилиндр с крышкой - с помощью сварки, двумя обжимными втулками, одна из которых расположена за соединительной втулкой, а другая - в месте крепления выводов термоэлектродов, причем выводы термоэлектродов выполнены в виде проводов с металлической оплеткой, и имеющих на концах четыре наконечника для подключения к вторичной аппаратуре. Кроме того, в качестве электроизоляционного материала использован периклаз (окись магния).a thermocouple cable of large diameter cores, while the thermocouple cable has four cores - two alumel and two chromel, the cable of large diameter cores is connected to the lid by soldering, and the cylinder with the lid by welding, two crimp bushings, one of which is located behind the connecting a sleeve, and the other at the point of attachment of the terminals of the thermoelectrodes, and the terminals of the thermoelectrodes are made in the form of wires with a metal braid, and having four tips at the ends for connection to the secondary equipment. In addition, periclase (magnesium oxide) was used as an insulating material.

Второй вариант достижения технического результата.The second option to achieve a technical result.

Для достижения указанного технического результата датчик температуры, содержащий кабельный термоэлектрический преобразователь с хромель-алюмелевыми термоэлектродами и рабочим спаем, соединительную втулку, выводы термоэлектродов, дополнительно снабжен корпусом, выполненным в виде гильзы, внутри которой расположен термопарный кабель с малым диаметром жил, имеющий два одинаковых рабочих спая, камерой торможения, выполненной в виде колпачка с отверстиями на боковых стенках цилиндрической поверхности, приваренной к корпусу датчика, а рабочий конец термопреобразователя имеет заглушку для герметизации, фланцем для крепления, соединенным с корпусом с помощью сварки, приваренной к фланцу головкой, выполненной в виде цилиндра, заполненного электроизоляционным материалом, с крышкой, центральная часть которой выступает наружу и имеет по центру сквозной канал, а внутри головки расположены термоэлектроды термопарного кабеля с малым диаметром жил, соединенные с помощью сварки с соответствующими термоэлектродами термопарного кабеля большого диаметра жил, при этом термопарный кабель имеет четыре жилы - две алюмелевые и две хромелевые, кабель большего диаметра жил соединен с крышкой с помощью пайки, а цилиндр с крышкой - с помощью сварки, двумя обжимными втулками, одна из которых расположена за соединительной втулкой, а другая - в месте To achieve the technical result, a temperature sensor containing a cable thermoelectric converter with chromel-alumel thermoelectrodes and a working junction, a connecting sleeve, leads of thermoelectrodes is additionally equipped with a housing made in the form of a sleeve, inside of which there is a thermocouple cable with a small diameter of conductors, having two identical working junction, a braking chamber made in the form of a cap with holes on the side walls of a cylindrical surface welded to the sensor housing, and p The other end of the thermal converter has a plug for sealing, a mounting flange connected to the housing by welding, a head welded to the flange made in the form of a cylinder filled with electrical insulation material, with a lid, the central part of which protrudes outward and has a through channel in the center, and inside the heads are the thermoelectrodes of a thermocouple cable with a small diameter of conductors, connected by welding with the corresponding thermoelectrodes of a thermocouple cable of a large diameter of conductors, while second cable has four wires - two alumel and two hromelevye, larger diameter cable is connected to a live cover by soldering, and a cylinder with a lid - by welding, the two ferrules, one of which is located behind the coupling sleeve, and the other - in place

крепления выводов термоэлектродов, причем выводы термоэлектродов выполнены в виде проводов с металлической оплеткой, и имеющих на концах четыре наконечника для подключения к вторичной аппаратуре.fastening the terminals of thermoelectrodes, and the conclusions of thermoelectrodes are made in the form of wires with a metal braid, and having four ends at the ends for connection to secondary equipment.

Отличительными признаками предлагаемого датчика температуры являются наличие корпуса, выполненного в виде гильзы, внутри которого расположен термопарный кабель с малым диаметром жил, имеющий два одинаковых рабочих спая, наличие заглушки для герметизации на рабочем конце термопреобразователя, наличие фланца для крепления, соединенного с корпусом с помощью сварки, наличие приваренной к фланцу головки, выполненной в виде цилиндра, заполненного электроизоляционным материалом, с крышкой, центральная часть которой выступает наружу и имеет по центру сквозной канал, расположение внутри головки термоэлектродов термопарного кабеля с малым диаметром жил, соединенных с помощью сварки с соответствующими термоэлектродами термопарного кабеля большого диаметра жил, наличие четырех жил - двух алюмелевых и двух хромелевых у термопарного кабеля, соединение кабеля большего диаметра жил с крышкой с помощью пайки, а цилиндра с крышкой - с помощью сварки, наличие двух обжимных втулок, одна их которых расположена за соединительной втулкой, другая - в месте крепления выводов термоэлектродов, выполнение выводов термоэлектродов в виде проводов с металлической оплеткой, наличие четырех наконечников на концах проводов для подключения к вторичной аппаратуре.Distinctive features of the proposed temperature sensor are the presence of a case made in the form of a sleeve, inside of which there is a thermocouple cable with a small diameter of conductors, having two identical working junctions, the presence of a plug for sealing at the working end of the thermocouple, and the presence of a flange for fastening connected to the case by welding , the presence of a head welded to the flange, made in the form of a cylinder filled with insulating material, with a lid, the central part of which protrudes outward and has in the center is a through channel, the location inside the head of thermoelectrodes of a thermocouple cable with a small diameter of conductors connected by welding with the corresponding thermoelectrodes of a thermocouple cable of a large diameter of conductors, the presence of four conductors - two alumel and two chromel on a thermocouple cable, the connection of a cable of larger diameter with a cover by soldering, and the cylinder with the cap - by welding, the presence of two crimp bushings, one of which is located behind the connecting sleeve, the other - in the place of fixing the terminals of the thermoelectrode s, the execution of the findings of thermoelectrodes in the form of wires with a metal braid, the presence of four lugs at the ends of the wires for connection to secondary equipment.

Отличительными признаками второго варианта являются все выше перечисленные отличительные признаки первого варианта и дополнительно наличие камеры торможения, выполненной в виде колпачка с отверстиями на боковых стенках цилиндрической поверхности, приваренной к корпусу датчика.Distinctive features of the second option are all of the above distinguishing features of the first option and additionally the presence of a braking chamber made in the form of a cap with holes on the side walls of a cylindrical surface welded to the sensor housing.

Датчик температуры может быть выполнен с камерой торможения или без нее, в зависимости от скорости газового потока. При больших скоростях газового потока камера торможения необходима.The temperature sensor can be performed with or without a braking chamber, depending on the gas flow rate. At high gas flow rates, a braking chamber is necessary.

Благодаря наличию этих признаков повышается механическая прочность и надежность датчика при определении температуры газового потока в газотурбинных двигателях.Due to the presence of these signs, the mechanical strength and reliability of the sensor is increased when determining the temperature of the gas stream in gas turbine engines.

Предлагаемый датчик температуры иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-3.The proposed temperature sensor is illustrated by the drawings shown in figures 1-3.

На фиг.1 - показан общий вид датчика температуры без камеры торможения;Figure 1 - shows a General view of the temperature sensor without a braking chamber;

На фиг.2 - показан общий вид датчика температуры с камерой торможения;Figure 2 - shows a General view of the temperature sensor with a braking chamber;

На фиг.3 - показано выполнение рабочего конца термопреобразователя (выносной элемент А на фиг.1 и фиг.2)Figure 3 - shows the implementation of the working end of the thermocouple (remote element A in figure 1 and figure 2)

Датчик температуры (фиг.1 и фиг.2) содержит кабельный термоэлектрический термопреобразователь 1, выполненный по типу термопарного кабеля, имеющего оболочку и четыре жилы - термоэлектроды 2 и 3 (две хромелевые и две алюмелевые), электроизолированные от оболочки и друг от друга, жила 2 из сплава хромель (X) имеет положительную полярность, жила 3 из сплава алюмель (А) - отрицательную, попарно жилы - термоэлектроды 2 и 3 сварены между собой в рабочие спаи 4 и образуют две независимые электрические цепи, а в зоне рабочих спаев 4 термоэлектрический преобразователь 1 имеет утонение, соединительную втулку 5, выводы термоэлектродов 6 и 7. Термоэлектрический преобразователь 1 имеет корпус 8 и выполнен в виде гильзы, внутри которой расположены термоэлектроды 2 и 3 термопарного кабеля 9 с малым диаметром жил, имеющего два одинаковых рабочих спая 4, рабочий конец термопреобразователя 1, имеет заглушку 10 для герметизации, фланец 11 для крепления датчика на объекте, головку, выполненную в виде цилиндра 12 с крышкой 13, заполненного электроизоляционным материалом 14, в качестве которого использован периклаз (окись магния), центральная часть крышки 13 выступает наружу и имеет сквозной канал для прохода термопарного кабеля 15 большего диаметра жил, а внутри цилиндра 12 расположены термоэлектроды 2 и 3 термопарного кабеля 9 с малым диаметром жил, соединенные с помощью The temperature sensor (Fig. 1 and Fig. 2) contains a cable thermoelectric thermocouple 1, made as a thermocouple cable having a sheath and four conductors - thermoelectrodes 2 and 3 (two chromel and two alumel), insulated from the sheath and from each other, the core 2 of chromel alloy (X) has a positive polarity, core 3 of alumel alloy (A) is negative, pairwise conductors - thermoelectrodes 2 and 3 are welded together in working junctions 4 and form two independent electrical circuits, and in the area of working junctions 4 thermoelectric conversion The holder 1 has a thinning, a connecting sleeve 5, the terminals of the thermoelectrodes 6 and 7. The thermoelectric converter 1 has a housing 8 and is made in the form of a sleeve, inside of which there are thermoelectrodes 2 and 3 of the thermocouple cable 9 with a small diameter of conductors having two identical working junctions 4, working the end of the thermal converter 1 has a plug 10 for sealing, a flange 11 for mounting the sensor on the object, a head made in the form of a cylinder 12 with a cover 13 filled with electrical insulating material 14, which is used periclase (about magnesium oxide), the central part of the lid 13 protrudes outward and has a through channel for the passage of a thermocouple cable 15 of a larger core diameter, and inside the cylinder 12 there are thermoelectrodes 2 and 3 of a thermocouple cable 9 with a small core diameter, connected by

сварки с соответствующими термоэлектродами термопарного кабеля 15 большего диаметра жил, термопарный кабель 15 соединен с крышкой 13 с помощью пайки, а цилиндр 12 соединен с крышкой 13 с помощью сварки, две обжимные втулки 16 и 17, одна из которой расположена за соединительной втулкой 5, а другая - в месте крепления выводов термоэлектродов 6 и 7, причем выводы термоэлектродов 6 и 7 выполнены в виде проводов с металлической оплеткой 18 и имеют на концах четыре наконечника 19 выполненных из термоэлектродных сплавов, имеющих маркировку (X) и (А), для подключения к вторичной аппаратуре.welding with the corresponding thermoelectrodes of the thermocouple cable 15 of larger diameter cores, the thermocouple cable 15 is connected to the cover 13 by soldering, and the cylinder 12 is connected to the cover 13 by welding, two crimp sleeves 16 and 17, one of which is located behind the connecting sleeve 5, and the other is in the place of attachment of the terminals of thermoelectrodes 6 and 7, and the conclusions of thermoelectrodes 6 and 7 are made in the form of wires with a metal braid 18 and have four tips 19 made of thermoelectrode alloys marked (X) and (A) at the ends for connecting Niya to the secondary equipment.

Альтернативный вариант датчика температуры (фиг.2) снабжен камерой торможения 20, выполненной в виде колпачка с отверстиями 21 на боковых стенках цилиндрической поверхности, камера торможения приварена к корпусу 8 датчика.An alternative temperature sensor (Fig. 2) is equipped with a braking chamber 20, made in the form of a cap with holes 21 on the side walls of the cylindrical surface, the braking chamber is welded to the sensor housing 8.

Принцип работы датчика основан на возникновении термоэлектродвижущей силы при разности температур на рабочем конце термопреобразователя 1 и выводных концах 6 и 7 датчика. При нагревании рабочего конца термопреобразователя 1 на выводных концах 6 и 7 возникает напряжение, пропорциональное температуре газового потока.The principle of operation of the sensor is based on the occurrence of thermoelectromotive force with a temperature difference at the working end of the thermocouple 1 and the output ends 6 and 7 of the sensor. When heating the working end of the thermocouple 1 at the output ends 6 and 7, a voltage occurs proportional to the temperature of the gas stream.

Были проведены испытания предложенного датчика, которые показали его высокую надежность и механическую прочность при определении температуры газового потока в газотурбинных двигателях и намечено его внедрение на первый квартал 2007 г.Tests of the proposed sensor were carried out, which showed its high reliability and mechanical strength in determining the temperature of the gas stream in gas turbine engines and its implementation is scheduled for the first quarter of 2007.

Claims

1. A temperature sensor comprising a cable thermoelectric converter with chrome-alumel thermoelectrodes and a working junction, a connecting sleeve, leads of thermoelectrodes, characterized in that it is additionally equipped with a housing made in the form of a sleeve, inside of which there is a thermocouple cable with a small diameter of conductors and having two identical working junction, and the working end of the thermal converter has a plug for sealing, a mounting flange connected to the housing by welding, welded to the flange by a head, in filled in the form of a cylinder filled with electrical insulating material, with a lid, the central part of which protrudes outward and has a through channel in the center, and inside the head there are thermoelectrodes of a thermocouple cable with a small diameter of conductors, connected by welding with corresponding thermoelectrodes of a thermocouple cable of a larger diameter of conductors, at This thermocouple cable has four cores - two alumel and two chromel, the cable of a larger diameter of the cores is connected to the cover by soldering, and the cylinder with the cover - by welding, including crimp bushings, one of which is located behind the connecting sleeve, and the other at the point of attachment of the thermoelectrode terminals, the thermoelectrode terminals being made in the form of wires with a metal braid, and having four terminals at the ends for connection to secondary equipment.

2. A temperature sensor comprising a cable thermoelectric converter with chromel-alumel thermoelectrodes and a working junction, a connecting sleeve, leads of thermoelectrodes, characterized in that it is additionally equipped with a housing made in the form of a sleeve, inside of which there is a thermocouple cable with a small diameter of conductors and having two identical working junction with a braking chamber made in the form of a cap with holes on the side wall welded to the sensor housing, and the working end of the thermal converter has a plug for sealing, a mounting flange connected to the housing by welding, a head welded to the flange, made in the form of a cylinder filled with insulating material, with a lid, the central part of which protrudes outward and has a through channel in the center, and thermocouple cable thermoelectrodes with a small diameter of conductors connected by welding with the corresponding thermoelectrodes of a thermocouple cable of a larger diameter of conductors, while the thermocouple cable has four conductors - two alumel and two chrome left, the cable of a larger diameter of the cores is connected to the lid by soldering, and the cylinder with the lid by welding, two crimp sleeves, one of which is located behind the connecting sleeve, and the other is in the place of attachment of the thermoelectrode leads, and the thermoelectrode leads are made in the form of wires with a metal braid and having four ends at the ends for connection to secondary equipment.