SU1120185A1

SU1120185A1 - Device for calibrating thermal converter heat flow meter

Info

Publication number: SU1120185A1
Application number: SU833571490A
Authority: SU
Inventors: Сергей Петрович Логвиненко
Original assignee: Физико-технический институт низких температур АН УССР
Priority date: 1983-04-04
Filing date: 1983-04-04
Publication date: 1984-10-23

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРА,Г1УИРПВКИ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, содержащее теплоизолированную камеру, во внутренней полости которой расположен держатель с установленным на нем термопреобразователем , термостат с регул тором давлени и температуры и крьпику , вьшолненную в виде горизонтально расположенной изотермической поверхности , соединенной тепловым мостом с термостатом, отличающ .е е с тем, что, с целью расширени пределов градуировки, в него дополнительно введены изотермическа поверхность, второй термостат и соедин ющий их второй тепловой мост, причем изотермические повррхности расположены параллельно одна другой, а держатель выполнен с возг можностью вертикального перемещени .A DEVICE FOR GRA, G1UIRPUVKA THERMAL CONVERTER containing a heat-insulated chamber, in the inner cavity of which there is a holder with a thermal transducer mounted on it, a thermostat with a pressure and temperature regulator and a keyhole, filled in the form of a horizontally located isothermal surface, connected by a heat bar by the system of the hub structure. This is due to the fact that, in order to expand the limits of graduation, an isothermal surface is additionally introduced in it, the second thermostat and the second thermostat connecting them a plov bridge, where the isothermal surfaces are parallel to one another, and the holder is made with the possibility of vertical movement.

Description

Изобретение относитс к термометрии и может быть использовано в устройствахдл градуировки тернопреобразователей .The invention relates to thermometry and can be used in devices for graduating ternoobrazovateley.

Известно устройство, реализующее способ градуировки преобразователей, содержащее термометрическое тело, выполненное из высокотеплопроводного материала, концевые участки которого помещены в объемы, заполненные веществами с различными реперными температурами. Температура, при.которой осуществл етс градуировка преобразовател , определ етс местом его расположени в термометрическом теле Cl A device that implements the method of calibration of converters, containing a thermometric body, made of highly heat-conducting material, the ends of which are placed in volumes filled with substances with different reference temperatures. The temperature at which the converter is calibrated is determined by its location in the thermometric body Cl

Недостатком устройства вл етс низка точность градуировки вследствие того, что возникает контактна разность температур между градуируемым термопреобразователем и термометрическим телом, в котором он размещаетс .The drawback of the device is the low precision of calibration due to the fact that a contact temperature difference arises between the calibrated thermocouple and the thermometric body in which it is placed.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату вл етс устройство , дл градуировки термопреобразовател содержащее теплоизолированную камеру , во внутренней полости которой расположен держатель с установленным на нем термопреобразователем, термостат с регул тором давлени и температуры и крьппку, выполненную в виде горизонтально расположенной изотермической поверхности t2.The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a device for calibrating a thermal converter containing a heat-insulated chamber, in the internal cavity of which a holder with a thermal converter mounted on it is located, a thermostat with a pressure and temperature regulator and a clam made in the form of a horizontally isothermally located surface t2.

Недостатком известного устройства вл етс ограниченный предел градуировки термопреобразовател , обусловленный тем, что градуировка фактически проводитс при температуре кипени жидкости, используемой в качестве реперного материала. Дп получени градуироврчной кривой приходитс использовать набор различных жидкостей. Кроме того, устройство не позвол ет получить градуировочные значени параметров термопреобразовател при промежуточных температурах.A disadvantage of the known device is the limited graduation limit of the thermal converter, due to the fact that the calibration is actually carried out at the boiling point of the liquid used as a reference material. In order to obtain a graduated curve, a set of different liquids has to be used. In addition, the device does not allow to obtain the calibration values of the parameters of the thermal converter at intermediate temperatures.

Цель изобретени - расширение пределов градуировки.The purpose of the invention is to expand the limits of graduation.

Дл достижени поставленной цели в устройство дл градуировки термо- преобразовател , содержащее теплоизолировайную камеру, во внутренней полости которой расположен держатель с установленным на нем термопреобразователем , термостат с регул тором давлени и температуры и крьшпсу.To achieve this goal, a thermo-converter for calibrating the device contains a heat-insulating chamber, in the internal cavity of which there is a holder with a thermal converter installed on it, a thermostat with a pressure and temperature regulator and a seal.

выпопненную в виде горизонтально расположенной изотермической поверхности , соединенной тепловым мостом с термостатом, дополнительно введены изотермическа поверхность, второй термостат и соедин ющий их второй тепловой мост, причем изотетумические поверхности расположены параллельно одна другой, а держатель вьтолнен с возможностью вертикального перемещени .Sent in the form of a horizontally located isothermal surface connected by a thermal bridge to a thermostat, an additional isothermal surface was introduced, a second thermostat and a second thermal bridge connecting them, and the isothetic surfaces are parallel to each other, and the holder is vertical with the possibility of vertical movement.

На чертеже изображены устройство и эпюра распределени температур по высоте камеры.The drawing shows a device and a plot of temperature distribution over the height of the chamber.

Устройство содержит камеру 1 с вакуумной теплоизол цией, первый конденсационный термостат 2 с первой изотермической поверхностью теплового моста 3 и линией 4 откачки и заполнени , второй конденсационный термостат 5 с экранирующей проходной пробкой 6 и трубопроводом 7 откачки и заполнени , вторую изотермическую поверхность с тепловым мостом 8, сосуд 9 с вакуумной изол цией, уплотненно крьш1кой 10, на которой размещны лини 11 откачки и съемное скольз щее проходное уплотнение 12, измерительный зонд 13, оканчивакнцийс элекфрическим разъемом 14, механизм 15 перемещени , шкалу 16, градуируемый термопреобразователь 17, .размещенный на поверхности держател 18, манометр 19, регул тор 20 давлени , трубопровод 21, манометр 22, регул тор 23 давлени , трубопровод 24, манометр 25, вентиль 26, регуд тор 27 давлени , трубопровод 28, уплотнени 29 и 30. Конденсационный термостат 5 защищен от излучени крьщ1ки 10 экранами 31, имеющими тепловой контакт с трубопроводом 4. Внутренн полость первого конденсационного термостата 2 может быть соединена с полостью трубы 1 пробочным вентилем 32 через отверстие 33 в тепловом мосте 3 и отсоединена от регул тора 23 давлени вентилем 34. Второй конденсационный термостат 5 подвешен к крышке 10 посредством герметичной трубы 35. На тепловом мосте изотермической поверхности 3 размещены термопреобразователь 36 и электрический нагреватель 37 регул тора 38 температуры, а также о разцовый термопреобразователь 39. На тепловом мосте изотермической поверхрости 8 размещены термопреобразова131120 тель 40, электрический нагреватель Д1 регул тора 42 температуры и образцовый термопреобразователь 43. Устройство работает следующим образом . При вьшолнении градуировки с малыми значени ми пер.епадов температур Tj-T на поверхности держател 18 устанавливают градуируемый термо преобразователь (или несколько одно типных преобразователей), подсоедин ют к его электрическим выводам измерительные линии, проход щие внутри зонда 13 к разъемам 14. Вво ,д т зонд 13 внутрь цилиндра 1, размеща трубку 6 внутри полости конденсационного термостата 5. Гермети зируют скольз щее уплотнение 12 и собирают механизм 15 перемещени . Перемещают держатель 18 вниз до касани с изотермической 3 поверхност выбранной в качестве начала отсчета и по шкале 16 определ ют начало отсчета . Перемещают держатель образца вверх до касани с изотермической поверхностью 8 и по шкале 16 опреде . л ют конец отсчета , Через трубопровод 11 откачивают внутренний объем сосуда 9, теплоизолиру таким образом злементы, размещенные внутри него. Через 26 заполни ют из баллона внутрен1тй объем камеры 1 газом и регул тором 27 давлени устанавливают и стабилизируют его давление в пределах (1-0,1) мм рт.ст Более низкокип щей жидкостью заполн ют первый конденсационный термостат 2 изотермическа поверхность 3 которогЬ поддерживаетс тепловым мостом (массивна медь) при температуре жидкости при ее разных уровн х . Заполн ют жидкостью с более высокой температурой кипени конденсационный термометр 5 и получают , вторую изотермическую поверхность, охлаждаемую непосредственно жидкостью . Задава и стабилизиру давлени Р и Р,, посредством регул торов 20 и 23 давлени и измер эти давлени манометрами 19 и 22 по известным зависимост м (или таблицам) определ ют температуры Т и Т изотермических поверхностей. Отсчитыва коор динату IQ поверхности держател 18 и учитЕ ва размер термопреобразова- тел по координате Р , по известной зависимости Т рассчитьшают его 85 температуру, соответствующую координате т- т- /о 1т Л --ТГ- где РО - координата термопреобразовател , Т - температура поверхности, вл ющейс началом отсчета ut размеры термопреобразовател ; п - посто нна дл конкретного термопреобразовател , завис ща от его конструкции (дл симметричной по теплопроводности конструкции п 2). Перемеща термопреобразователь при помош механизма 15 по координате получают текущие значени температур термопреобразовател в интервале Т,-Т.. 1 -2 При выполнении градуировок с большими значени ми перепада температур Tj-T все операции выполн ют аналогично, за исключением того, что вскрывают вентиль 32, вследствие чего камера 1 через отверстие 33 заполн етс парами жидкости, запитой в полости конденсационного термометРЭ 2. Далее камера 1 откачиваетс ДО давлени Рд (1-10 мм рт.ст.) при закрытых вентил х 26 и 31 через регул тор 27 давлени . В данном случае Р., Р j. В полости камеры устанавливаетс стационарный поток газа снизу вверх, что существенно снижает подвод тепла из гор чей зоны с температурой Т в зону с температурой Т при больших значени х Tj-T. При отсутствии низкокип щих жидкостей или в интервале высоких температур градуировка может быть выполнена при задании температуры изотермических поверхностей Т, или Т. , или Tjj электронными регул торами температуры 38 и 42, с определением , градиента температур по показани м образцовых термопреобразоватепей 39 и 43, и значени м температурыизотермических поверхностей 3 и 8. В предлагаемом устройстве за счет введени второй изотермической поверхности с регулируемой температурой и перемещающегос в вертикальном направлении держател удаетс обеспечить расширение предела градуиThe device contains a chamber 1 with vacuum thermal insulation, a first condensing thermostat 2 with a first isothermal surface of a thermal bridge 3 and a pumping and filling line 4, a second condensing thermostat 5 with a screening plug 6 and a pumping and filling pipeline 7, a second isothermal surface with a thermal bridge 8 , the vessel 9 with vacuum insulation, compacted with a cap 10, on which are placed the pumping lines 11 and the removable slide-through passage seal 12, the measuring probe 13, terminated with an electric connector 14, displacement mechanism 15, scale 16, graduated thermocouple 17, placed on the surface of holder 18, pressure gauge 19, pressure regulator 20, pipeline 21, pressure gauge 22, pressure regulator 23, pipeline 24, pressure gauge 25, valve 26, pressure regulator 27 , pipe 28, seals 29 and 30. Condensation thermostat 5 is protected from radiation by Krshchka 10 by screens 31 having thermal contact with pipe 4. The internal cavity of the first condensation thermostat 2 can be connected to the cavity of pipe 1 by plug valve 32 voy bridge 3 and is disconnected from pressure regulator 23 by valve 34. The second condensing thermostat 5 is suspended from cover 10 by means of a sealed pipe 35. Thermal converter 36 and electric heater 37 of temperature regulator 38, as well as differential thermal converter 39 are placed on the thermal bridge of the isothermal surface 3 On a thermal bridge of an isothermal surface 8, thermal converters 40 11, electric heater D1 of temperature controller 42 and exemplary thermal converters 43 are placed. The device works as follows BrAZ. When performing calibration with small values of temperature variances Tj-T on the surface of the holder 18, a calibrated thermal converter is installed (or more than one type of converter), the measuring lines passing inside the probe 13 to the connectors 14 are connected to its electrical leads. d t probe 13 inside the cylinder 1, placing the tube 6 inside the cavity of the condensation thermostat 5. Seal the sliding seal 12 and seal the movement mechanism 15. The holder 18 is moved down until it touches the isothermal 3 surface selected as reference, and the reference is determined on a scale of 16. Move the sample holder up until it touches the isothermal surface 8 and on a scale of 16 is determined. The end of reference is ejected. Through pipe 11, the internal volume of vessel 9 is pumped out, thus insulating the elements placed inside it. After 26, the internal volume of the chamber 1 is filled with a gas from the cylinder and the pressure regulator 27 is set and its pressure is stabilized within (1-0.1) mm Hg. The first condensing thermostat 2 is isothermally filled with a lower boiling liquid. a bridge (massive copper) at the temperature of the liquid at its different levels. A condensation thermometer 5 is filled with a liquid with a higher boiling point and a second isothermal surface is obtained that is cooled directly with a liquid. By setting and stabilizing the pressure P and P, by means of the pressure regulators 20 and 23 and measuring these pressures with the help of pressure gauges 19 and 22, the temperatures T and T of the isothermal surfaces are determined from known dependencies (or tables). Counting the IQ coordinate to the surface of the holder 18 and the size of the thermocouples according to the coordinate P, the known temperature dependence T calculates its 85 temperature, which corresponds to the coordinate t-t- / a 1t L –TG, where PO is the coordinate of the thermocouple, T is the temperature the surface, which is the reference point, ut; the size of the thermal converter; n is a constant for a particular thermal converter, depending on its design (for a symmetrical in thermal conductivity of construction n 2). By moving the thermal converter with the help of mechanism 15 along the coordinate, the current temperature values of the thermal converter are obtained in the interval T, -T .. 1 -2 When performing calibrations with large values of the temperature difference Tj-T, all operations are performed similarly, except that valve 32 is opened As a result, the chamber 1 through the hole 33 is filled with vapors of the liquid fed into the cavity of the condensation thermometer RE 2. Next, the chamber 1 is pumped out to the pressure RD (1-10 mm Hg) with the valves 26 and 31 closed through the pressure regulator 27. In this case R., P j. A stationary gas flow is established in the cavity of the chamber from bottom to top, which significantly reduces the heat supply from the hot zone with temperature T to the zone with temperature T for large values of Tj-T. In the absence of low-boiling liquids or in the high-temperature range, graduation can be performed by setting the temperature of the isothermal surfaces T, or T., or Tjj with electronic temperature controllers 38 and 42, with the determination of the temperature gradient as shown by the reference thermal converters 39 and 43, and temperature values of isothermal surfaces 3 and 8. In the proposed device, due to the introduction of a second isothermal surface with adjustable temperature and a vertically moving holder It is intended to provide an extension of the gradient limit.

Claims

DEVICE FOR GRADING THE THERMAL TRANSDUCER, containing a thermally insulated chamber, in the inner cavity of which there is a holder with a thermal converter installed on it, a thermostat with a pressure and temperature regulator and a cover made in the form of a horizontally located isothermal surface connected by a thermal bridge to a thermostat, characterized in that, in order to expand the limits of calibration, an isothermal surface, a second thermostat and a second thermal bridge connecting them moreover, the isothermal surfaces are parallel to one another, and the holder is made with the possibility of vertical movement

1120185.