SU1118873A1

SU1118873A1 - Device for measuring temperature of surface

Info

Publication number: SU1118873A1
Application number: SU833582274A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Николаевич Балашов; Юрий Васильевич Горемыкин; Юрий Давыдович Тон
Priority date: 1983-04-20
Filing date: 1983-04-20
Publication date: 1984-10-15

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ, содержащее полый цилиндр, выполненный из теплоизол ционного материала, термочувствительный элемент, расположенный в плоскости основани цилиндра, и металлическую решетку, зафиксированную в стенке цилиндра над термочувствительным элементом, отличающеес тем, что, с целью повьшени точности измерени , в устройство введен радиатор, выполненный в виде кольца, расположенного соосно с цилиндром и присоединенного к решетке.A DEVICE FOR MEASURING SURFACE TEMPERATURE, containing a hollow cylinder made of thermal insulating material, a temperature-sensitive element located in the plane of the base of the cylinder, and a metal grid fixed in the wall of the cylinder above the temperature-sensitive element, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, the device a radiator is introduced, made in the form of a ring located coaxially with the cylinder and attached to the grid.

Description

Изобретение относитс к термометрии и может быть использовано в устройствах дл измерени температуры поверхности. Известно устройство дл измерени температуры поверхности, содержащее перфорированное ограждение термочувст вительного элемента и рычаг, прикрепленный к ограждению, прижимающий термочувствительный элемент к измер емой поверхности lj . Недостатком данного устройства вл етс низка точность измерени вследствие того, что распределение температур в пограничном слое, в котором расположен термочувст1вительный элемент, нестабильно из-за вли ни внешних воздушных и тепловых потоков, воздействующих на пограничный слой, . Наиболее близким к предлагаемом по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство дл измерени температуры поверхности , содержащее полый цилиндр, выпол ненный из теплоизол ционного материала , термочувствительный элемент, расположенный в плоскости-основани цилиндра, и металлическую решетку, зафиксированную в стенке цилиндра над чувствительным элементом. Полый цилиндр в известном устройстве в сочетании с металлической решеткой обеспечивает защиту термочувствительного элемента от вли ни внешних воздушных потоков и вместе с тем не нарушает естественной тепло отдачи испарением и излучением 2. Недостатком известного устройства вл етс низка точность измерени , обусловленна тем, что в известном устройстве значительно измен етс конвективна теплоотдача участка измер емой поверхности, на котором расположен цилиндр, так как решетка фиксирует слой воздуха, расположенный над термочувствительным элементом , и услови теплообмена, определ емые температурой окружающей среды и движением объекта или воздуха, отличаютс от условий теплообмена неогражденной поверхности. В результат температура на измер емом участке поверхности может значительно отличатьс от температуры неогражденной поверхности, так как теплоотдача кон векцией составл ет 30-80% суммарной теплоотдачи. Цель изобретени - повышение точности измерени . Указанна цель достигаетс тем, что в устройство дл измерени температуры поверхности, содержащее полый цилиндр, выполненный из теплоизол ционного материала, термочувствительный элемент, расположенный в плоскости основани цилиндра, и металлическую решетку, зафиксированную в стенке цилиндра над термочувствительным элементом, введен радиатор, выполненный в виде кольца, расположенного сооснр с цилиндром, и присоединенного к решетке. На фиг. 1 изображено устройство, поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху. Устройство содержит полый цилиндр 1, выполненный из теплоизол ционного материала, термочувствительный элемент 2, расположенный в плоскости основани цилиндра, металлическую решетку 3, соединенную с радиатором 4, выполненным в виде кольца, расположенного сроено с цилиндром 1. Кроме того, на чертеже изображена измер ема поверхность 5. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Теплоотдача от измер емой поверхности 5 к решетке 3 осуществл етс через неподвижный слой.воздуха, расположенный над термочувствительным элементом. При этом конвективна теплоотдача с огражденного участка поверхности определ етс температурой решетки 3, котора отличаетс от тем-, пературы окружающей среды и определ етс соотношением тепловых сопротивлений между поверхностью и решеткой 3 и радиатором 4 и окружающей , средой. Площадь радиатора 4 выбираетс такой, чтобы обеспечить равенство полного теплового сопротивлени устройства и теплового сопротивлени неогражденного участка поверхности . Решетку 3 целесообразно располагать на рассто нии 2-3 мм от измер емой поверхности 5, а отношение площади огражденного участка поверхности к поверхности радиатора 4 должно составл ть примерно 2:3. Внутренний диаметр цилиндра выбирают в пределах 8-10 мм, а верхн часть цилиндра, расположенна над решеткой, имеет высоту 10-15 мм.The invention relates to thermometry and can be used in devices for measuring surface temperature. A device is known for measuring surface temperature, comprising a perforated barrier of a temperature-sensitive element and a lever attached to the fence, pressing a temperature-sensitive element to the measured surface lj. The disadvantage of this device is low measurement accuracy due to the fact that the temperature distribution in the boundary layer, in which the temperature-sensitive element is located, is unstable due to the influence of external air and heat flows acting on the boundary layer,. Closest to the proposed technical essence and the achieved result is a device for measuring surface temperature, containing a hollow cylinder made of thermal insulating material, a temperature-sensitive element located in the plane of the base of the cylinder, and a metal grid fixed in the wall of the cylinder above the sensitive element . A hollow cylinder in a known device in combination with a metal grill protects the thermosensitive element from the effects of external air currents and at the same time does not disturb the natural heat of recoil by evaporation and radiation 2. A disadvantage of the known device is low measurement accuracy due to the fact that in a known device the convective heat transfer of the region of the measured surface on which the cylinder is located significantly changes, since the lattice fixes a layer of air located above the heat sink The heat transfer element, determined by the ambient temperature and the movement of the object or air, differs from the heat transfer conditions of the unguarded surface. As a result, the temperature on the measured surface area can significantly differ from the temperature of the non-enclosed surface, since heat transfer by convection is 30-80% of the total heat transfer. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. This goal is achieved in that a device for measuring surface temperature, containing a hollow cylinder made of thermal insulation material, a temperature-sensitive element located in the plane of the base of the cylinder, and a metal grill fixed in the wall of the cylinder above the temperature-sensitive element, has a radiator in the form rings located coaxial with the cylinder, and attached to the lattice. FIG. 1 shows a device in cross section; in fig. 2 - the same, top view. The device contains a hollow cylinder 1 made of heat insulating material, a temperature-sensitive element 2 located in the plane of the base of the cylinder, a metal grill 3 connected to a radiator 4 made in the form of a ring arranged to the cylinder 1. In addition, the figure shows the measured surface 5. The proposed device operates as follows. The heat transfer from the measured surface 5 to the grid 3 is carried out through a fixed bed of air located above the thermosensitive element. In this case, convective heat transfer from the enclosed area of the surface is determined by the temperature of the grid 3, which differs from the temperature of the environment and is determined by the ratio of thermal resistances between the surface and the grid 3 and the radiator 4 and the surrounding environment. The area of the radiator 4 is chosen such as to ensure the equality of the total thermal resistance of the device and the thermal resistance of the non-enclosed surface area. Grid 3 should be located at a distance of 2-3 mm from the measured surface 5, and the ratio of the area of the enclosed surface area to the surface of the radiator 4 should be approximately 2: 3. The inner diameter of the cylinder is chosen in the range of 8-10 mm, and the upper part of the cylinder, located above the grille, has a height of 10-15 mm.

3131

Повьпиение точности измерений в предлагаемрм устррйстве достигаетс сохранением естественных условий теплоотдачи излучением, испарением и формированием в устройстве неподвижного сло воздуха, теплоотдача через который соответствует естественной теплоотдаче конвекцией с неогражденных участков кожи. Это приводит к минимальному воздействию устройства на тепловое поле измер емой поверх1188734The measurement accuracy in the proposed device is achieved by preserving the natural conditions of heat transfer by radiation, evaporation and the formation of a fixed layer of air in the device, the heat transfer through which corresponds to the natural heat transfer by convection from non-enclosed skin. This leads to a minimal impact of the device on the thermal field of the measured surface.

ности и увеличению стабильности показаний.nosti and increase stability testimony.

Одновременно повышаетс быстро 5 действие,поскольку предлагаемое устройство вносит минимальные искажени в тепловое поле измер емой поверхности и врем стабилизации показаний устройства определ етс прак10 тически только инерционностью термочувствительного элемента.Simultaneously, the action increases rapidly, since the proposed device introduces minimal distortions in the thermal field of the measured surface and the stabilization time of the device readings is determined practically only by the inertia of the temperature-sensitive element.

фиг. 2FIG. 2

Claims

DEVICE FOR MEASURING SURFACE TEMPERATURE, comprising a hollow cylinder made of heat-insulating material, a heat-sensitive element located in the plane of the base of the cylinder, and a metal grill fixed in the cylinder wall above the heat-sensitive element, which is ensured by the fact that, in order to increase the accuracy of measurement, a radiator is introduced into the device, made in the form of a ring located coaxially with the cylinder and attached to the grill.

1 1118873