SU1649307A1 - Method of measuring the temperature of rotating bodies - Google Patents
Method of measuring the temperature of rotating bodies Download PDFInfo
- Publication number
- SU1649307A1 SU1649307A1 SU884612502A SU4612502A SU1649307A1 SU 1649307 A1 SU1649307 A1 SU 1649307A1 SU 884612502 A SU884612502 A SU 884612502A SU 4612502 A SU4612502 A SU 4612502A SU 1649307 A1 SU1649307 A1 SU 1649307A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- temperature
- heat flux
- sensors
- housing
- thermal converter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике и позвол ет повысить точность измерени температуры вращающихс тел. Способ осуществл етс с использованием размещаемых в одном корпусе термопреобразовател двух идентичных датчиков теплового потока и нагревателей. Корпус выполн ют из высокотеплопроводного материала . Датчики теплового потока располагают в непосредственной близости у вращающегос тела на разных рассто ни х от него. В процессе измерени непрерывно отслеживают разность выходных сигналов датчиков теплового потока, измен температуру корпуса. Регистрацию температуры корпуса, которую принимают за температуру вращающегос тела, осуществл ют в момент равенства нулю разности выходных сигналов датчиков теплового потока. 6 ил. (С V)The invention relates to a measurement technique and makes it possible to improve the accuracy of measuring the temperature of rotating bodies. The method is carried out using two identical heat flux sensors and heaters placed in the same housing of the thermocouple. The body is made of high heat conductive material. Heat flow sensors are located in close proximity to the rotating body at different distances from it. During the measurement, the difference between the output signals of the heat flux sensors is continuously monitored by changing the temperature of the housing. The temperature of the housing, which is taken to be the temperature of the rotating body, is recorded at the time when the difference between the output signals of the heat flux sensors is zero. 6 Il. (C V)
Description
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть эффективно использовано дл измерени температуры валков, роликов, барабанов, каландров и других вращающихс тел, в том числе и с полированными зеркальными поверхност ми, в различных отрасл х промышленности.The invention relates to a measurement technique and can be effectively used to measure the temperature of rolls, rollers, drums, calendars and other rotating bodies, including those with polished mirror surfaces, in various industries.
Цель изобретени - повышение точности измерени .The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy.
На фиг. 1 показана конструкци тепло- триемной части устройства, реализующего предложенный способ, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - конструкци датчиков теплового потока; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4; на фиг. 6 - электрическа блок-схема устройства.FIG. 1 shows the construction of the heat-thermomer part of the device implementing the proposed method, a section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 shows a section BB in FIG. one; in fig. 4 - heat flow sensor design; in fig. 5 shows a section B-B in FIG. four; in fig. 6 is an electrical block diagram of the device.
Теплоприемна часть устройства содержит термопреобразователэ 1, например термометр сопротивлени или термопара, два идентичных датчика 2 и 3 теплового потока и нагреватели 4, размещенные в пазах общего корпуса 5 с помощью заглушек 6 и 7. Корпус 5 выполнен из высокотеплопроводного материала, например меди, и его поверхность, обращенна к вращающемус телу, зачернена.The heat-receiving part of the device contains a thermocoupler 1, for example, a resistance thermometer or thermocouple, two identical heat flux sensors 2 and 3 and heaters 4 placed in the slots of the common body 5 using plugs 6 and 7. The body 5 is made of highly conductive material, such as copper, and its the surface facing the rotating body is blackened.
Каждый из датчиков 2 и 3 теплового потока представл ет собой батарею дифференциальных гальванических термоэлементов , изготовленных из константановой проволоки 8, спирально навитой на ленту 9 из изол ционного материала, например полиамида , с медным покрытием 10, гальванически осажденным на части константановой проволоки 8 так, что образованные при этом спаи 11 и 12 термоэлементов располагаютс по середине ширины ленты 9 и на ееEach of the heat flux sensors 2 and 3 is a battery of differential galvanic thermoelements made of constantan wire 8 spirally wound on a tape 9 of insulating material, for example polyamide, with a copper coating 10 galvanically deposited on part of the constantan wire 8 so that The junctions 11 and 12 of the thermoelements formed at the same time are located in the middle of the width of the tape 9 and on its
05 Јь05
СОWITH
оэoh
торде. Оба датчика 2 и 3 теплового потока установлены в пазах корпуса 5 с зазорами 13 и 14 так, что термоэлектроды батареи на торцах ленты 9 имеют тепловую св зь с корпусом 5, а спаи 11 термоэлементов удалены от места этой тепловой св зи на половину ширины ленты 9. Корпус 5 св зан с кронштейном (не показан) ,через теплоизол ционный элемент 15.torda. Both heat flux sensors 2 and 3 are installed in the slots of the housing 5 with gaps 13 and 14 so that the battery thermoelectrodes at the ends of the tape 9 are thermally connected to the housing 5, and the junctions 11 of the thermoelements are half a width of the tape 9 The housing 5 is connected to a bracket (not shown) through the heat insulating element 15.
Электрическа блок-схема устройстваElectrical device block diagram
компаратора 18, превышает уровень его опорного напр жени -Поп- Рассеиваема в нагревател х 4 электрическа мощность вызывает повышение температуры корпуса 5 и, следовательно, уменьшение разностного выходного сигнала датчиков 2 и 3 теплового потока и выходного сигнала усилител 16. При снижении выходного сигнала усилител 16 до уровн опорного напр жени и менее открываетс выход компавключает в себ усилитель 16, к входам ко- 10 ратора 17. Если выходной сигнал усилиторого встречно подключены датчики 2 и 3 теплового потока, два компаратора 17 и 18, подключенные к выходу усилител 16, логическую схем 19 совпадени , два входа которой подключены к выходам компараторов 17 и 18, управл емый индикатор 20, перьый вход которого через измерительный усилитель 21 подключен к термопреобразователю 1, а его второй вход соединен с выходом логической схемы 19 совпадени , усилитель 22 тока, вход которого соединен с выходом усилител 16, а его выход через управл емый ключ 23 св зан с нагревател ми 4. Управл ющий вход ключа 23 св зан с выходом компаратора 18.comparator 18, exceeds its reference voltage — Pop-up. Electrical power dissipated in heaters 4 causes an increase in temperature of housing 5 and, consequently, a decrease in the difference output signal from sensors 2 and 3 of the heat flux and output signal of amplifier 16. As the output signal of amplifier 16 decreases to the level of the reference voltage and less, the output of the amplifier includes the amplifier 16, to the inputs of the rotor 10. If the output signal of the amplifier is oppositely connected to the heat flow sensors 2 and 3, two comparators 17 and 18 connected to the output of the amplifier 16, a matching logic circuit 19, two inputs of which are connected to the outputs of the comparators 17 and 18, a controllable indicator 20 whose input through the measuring amplifier 21 is connected to the thermal converter 1, and its second input is connected to the output of the logic circuit 19, the current amplifier 22, whose input is connected to the output of the amplifier 16, and its output is connected to the heaters through the control switch 23 and the control input of the switch 23 to the comparator output 18.
тел 16 находитс в пределах опорных напр жений -ft/ол и , то он близок к нулю и логическа схема 19 совпадени , воздейству на вход управл емого инди|5 катора 20, разрешает регистрацию усиленного в измерительном усилителе 21 выходного сигнала термопреобразовател 1, пропорционального температуре корпуса 5, а следовательно, искомой температуре вращающегос тела То.The body 16 is within the reference voltages -ft / ol, and it is close to zero and the logic circuit 19 coincides, affecting the input of the controlled indication 5 of the coil 20, allows the registration of the output of the thermoconverter 1 proportional to the temperature in the measuring amplifier 21. housing 5, and therefore, the desired temperature of the rotating body To.
20 При перегреве корпуса 5 выше искомой температуры То выходной сигнал усилител 16 снижаетс ниже уровн опорного напр жени -Uon. Тогда выход компаратора 18 закрываетс , ключ 23 размыкаетс и преСпособ осуществл етс следующим об- „с кРа Даетс регистраци выходного сигнала20 When the housing 5 is overheated above the desired temperature, Then the output signal of the amplifier 16 decreases below the reference voltage -Uon. Then the output of the comparator 18 is closed, the key 23 is opened and the method is carried out as follows:
разом.at once.
Теплоприемную часть устройства устанавливают датчиками 2 и 3 теплового потока напротив вращающегос цилиндрического тела (фиг. 1-3), обеспечива межд телом и корпусом 5 воздушный за юр величиной 60, а между телом и ымиками 2 и 3 теплового потока воздушные зазоры величиной 8i и бг соответственно При этом вначале температура Тй корпуса ближа к температуре Те окружающей ере tbi и. следо вательно, отличаетс от температуры Тс вращающегос цилиндрического тела Это обеспечивает теплообмен последнего с корпусом 5 через зазор б„ и с датчикам)-. 2 и 3 теплового потока через зазоры б и 6 Такой теплообмен осуществл етс теплопроводностью , конвекцией и излучением. Так как и , то приемные поверхности датчиков 2 и 3 теплового потока приобретут разные температуры TI и Т2 и, следовательно, будут различны и тепловыеThe heat-receiving part of the device is installed by sensors 2 and 3 of the heat flow opposite the rotating cylindrical body (Fig. 1-3), providing between the body and the housing 5 air for yur size 60, and between the body and the heat fluxes 2 and 3 the air gaps of 8i and bg accordingly, at the same time, at the beginning, the temperature of the body of the body is closer to the temperature of the surrounding ambient temperature and therefore, it differs from the temperature Tc of the rotating cylindrical body. This ensures the heat exchange of the latter with the housing 5 through the gap "and with the sensors"). 2 and 3 of the heat flux through the gaps b and 6. Such heat exchange is carried out by heat conduction, convection and radiation. Since and, the receiving surfaces of the heat flux sensors 2 and 3 will acquire different temperatures TI and T2 and, consequently, thermal temperatures will also be different.
измерительного усилител 21 в индикаторе 20. При этом одновременно отключаютс нагреватели 4 и корпус 5 охлаждаетс в результате естественного теплообмена с окружающей средой до тех пор, пока выходзо ной сигнал усилител 16 не превысит уровн опорного напр жени -(Jon. В этом случае компаратор 18 вновь открываетс и логическа схема 19 совпадени снова разрешает регистрацию усиленного выходного сигнала термопреобразовател 1 и т.д.the measuring amplifier 21 in the indicator 20. At the same time, the heaters 4 are simultaneously turned off and the housing 5 is cooled as a result of natural heat exchange with the environment until the output signal of the amplifier 16 exceeds the level of the reference voltage - (Jon. In this case, the comparator 18 again the matching logic circuit 19 opens again enables registration of the amplified output signal of the thermal converter 1, and so on.
35 Таким образом, регулировкой темпера- 1уры корпуса 5 в устройстве обеспечиваетс автоматическое поддержание равенства тепловых потоков, измер емых датчиками 2 и 3, при котором температура корпуса 5 с достаточно высокой точностью совпа4 | ыет с искомой температурой вращающегос ie.ia.35 Thus, by adjusting the temperature of the housing 5 in the device, the equality of heat fluxes measured by sensors 2 and 3 is automatically maintained, at which the temperature of housing 5 with a sufficiently high accuracy coincides | It is with the desired temperature of the rotating ie.ia.
Высока степень черноты поверхности корпуса 5, часгвующей в теплообмене с вращающимс телом, и увеличение ее плокомпаратора 18, превышает уровень его опорного напр жени -Поп- Рассеиваема в нагревател х 4 электрическа мощность вызывает повышение температуры корпуса 5 и, следовательно, уменьшение разностного выходного сигнала датчиков 2 и 3 теплового потока и выходного сигнала усилител 16. При снижении выходного сигнала усилител 16 до уровн опорного напр жени и менее открываетс выход компаратора 17. Если выходной сигнал усилител 16 находитс в пределах опорных напр жений -ft/ол и , то он близок к нулю и логическа схема 19 совпадени , воздейству на вход управл емого индикатора 20, разрешает регистрацию усиленного в измерительном усилителе 21 выходного сигнала термопреобразовател 1, пропорционального температуре корпуса 5, а следовательно, искомой температуре вращающегос тела То.The high degree of blackness of the surface of the housing 5, which is partly in heat exchange with a rotating body, and the increase in its separator 18, exceeds the level of its reference voltage — Pop-up. Electric power in heaters 4 causes an increase in temperature of the housing 5 and, consequently, a decrease in the differential output signal of the sensors 2 and 3 of the heat flux and the output signal of the amplifier 16. When the output signal of the amplifier 16 decreases to the level of the reference voltage and less, the output of the comparator 17 opens. If the output signal of the amplifier 16 is within the reference voltages -ft / ol and it is close to zero and the logic circuit 19 coincides with the input of the controlled indicator 20, allows registration of the output signal of the thermal converter 1 proportional to the temperature of the housing 5, which is amplified in the measuring amplifier 21, and therefore the desired temperature of the rotating body of To.
При перегреве корпуса 5 выше искомой температуры То выходной сигнал усилител 16 снижаетс ниже уровн опорного напр жени -Uon. Тогда выход компаратора 18 закрываетс , ключ 23 размыкаетс и прекРа Даетс регистраци выходного сигналаIf the housing 5 is overheated above the desired temperature, then the output signal of the amplifier 16 decreases below the reference voltage level -Uon. Then the output of the comparator 18 is closed, the key 23 is opened and the preC. The registration of the output signal is given.
кРа Даетс регистраци выходного сигналаkPa Output registration is given
измерительного усилител 21 в индикаторе 20. При этом одновременно отключаютс нагреватели 4 и корпус 5 охлаждаетс в результате естественного теплообмена с окружающей средой до тех пор, пока выходной сигнал усилител 16 не превысит уровн опорного напр жени -(Jon. В этом случае компаратор 18 вновь открываетс и логическа схема 19 совпадени снова разрешает регистрацию усиленного выходного сигнала термопреобразовател 1 и т.д.the measuring amplifier 21 in the indicator 20. At the same time, the heaters 4 are simultaneously turned off and the housing 5 is cooled as a result of natural heat exchange with the environment until the output signal of the amplifier 16 exceeds the level of the reference voltage - (Jon. In this case, the comparator 18 reopens and the matching logic circuit 19 again enables the registration of the amplified output signal of the thermal converter 1, etc.
Таким образом, регулировкой темпера- 1уры корпуса 5 в устройстве обеспечиваетс автоматическое поддержание равенства тепловых потоков, измер емых датчиками 2 и 3, при котором температура корпуса 5 с достаточно высокой точностью совпаыет с искомой температурой вращающегос ie.ia.Thus, by adjusting the temperature of the housing 5 in the device, the equality of heat fluxes measured by sensors 2 and 3 is automatically maintained, at which the temperature of housing 5 coincides with the required temperature of the rotating i.ia.
Высока степень черноты поверхности корпуса 5, часгвующей в теплообмене с вращающимс телом, и увеличение ее плоThe degree of blackness of the surface of the housing 5, which is partly in heat exchange with a rotating body, is high and its area increases.
потоки q и qz, проход щие через датчики . щади снижают вли ние на результат изме2 и 3 теплового потока соответственно.flows q and qz passing through the sensors. schad reduce the effect on the result of measuring 2 and 3 heat flux, respectively.
Разностный выходной сигнал датчиков 2 и 3 теплового потока усиливаетс усилителем 16 и поступает на компараторы 17 и 18, где сравниваетс с опорными напр рени излучени сторонних источников, отраженного от поверхности вращающегос тела. Эти отражени поглощаютс поверхностью корпуса 5 и до датчиков 2 и 3 теплового потока практически не доход т. КромеThe differential output signal of the heat flux sensors 2 and 3 is amplified by the amplifier 16 and fed to the comparators 17 and 18, where it is compared with the reference radiation directions of third-party sources reflected from the surface of the rotating body. These reflections are absorbed by the surface of the housing 5 and up to the sensors 2 and 3 of the heat flux there is practically no income. In addition to
жени ми -f-L/сл и U0n, близкими к нулю. 50 того, в силу незначительного вли ни тепЕсли выходной сигнал усилител 16 превышает опорное напр жение то выход компаратора 17 закрыт, при этом выходной сигнал усилител 16, усиленный в усилителе 22 тока, поступает через открытый ключ 23 на нагреватели 4. Ключ 23 управл етс компаратором 18, выход которого в данном- случае открыт, так как выходной сигнал усилител 16, поступающий на входclose to zero, mi -f-L / cl and U0n. Moreover, due to the insignificant effect of heat, if the output signal of amplifier 16 exceeds the reference voltage, the output of comparator 17 is closed, while the output signal of amplifier 16 amplified in current amplifier 22 is supplied through a public switch 23 to heaters 4. Key 23 is controlled by a comparator 18, the output of which in this case is open, since the output signal of the amplifier 16 arriving at the input
5555
лообмена излучением на формирование тепловых потоков q и (2, поверхности датчиков 2 и 3 теплового потока могут быть выполнены с малыми степен ми черноты, например менее 0,1-0,2.Loss of radiation on the formation of heat fluxes q and (2, the surfaces of the sensors 2 and 3 of the heat flux can be performed with small degrees of blackness, for example, less than 0.1-0.2.
Учитыва , что температура среды в воздушных зазорах формируетс вследствие теплообмена воздуха с поверхностью корпуса 5, целесообразно датчики теплового порени излучени сторонних источников, отраженного от поверхности вращающегос тела. Эти отражени поглощаютс поверхностью корпуса 5 и до датчиков 2 и 3 теплового потока практически не доход т. КромеTaking into account that the temperature of the medium in the air gaps is formed due to the heat exchange of air with the surface of the housing 5, it is advisable that the sensors heat the radiation from third-party sources reflected from the surface of the rotating body. These reflections are absorbed by the surface of the housing 5 and up to the sensors 2 and 3 of the heat flux there is practically no income.
того, в силу незначительного вли ни теп5Moreover, due to the insignificant influence of tep5
лообмена излучением на формирование тепловых потоков q и (2, поверхности датчиков 2 и 3 теплового потока могут быть выполнены с малыми степен ми черноты, например менее 0,1-0,2.Loss of radiation on the formation of heat fluxes q and (2, the surfaces of the sensors 2 and 3 of the heat flux can be performed with small degrees of blackness, for example, less than 0.1-0.2.
Учитыва , что температура среды в воздушных зазорах формируетс вследствие теплообмена воздуха с поверхностью корпуса 5, целесообразно датчики теплового потока на корпусе 5 разместить так, чтобы до встречи с поверхностью датчиков пограничный слой воздуха, вращающийс вместе с телом, контактировал с большей поверхностью корпуса 5, чем при выходе его из g контакта с поверхностью датчиков (фиг. 2). Предлагаемый способ исключает погрешность измерени , вызванную отличием тепловых потоков, проход щих через датчики теплового потока, от тепловых потоковConsidering that the temperature of the medium in the air gaps is formed due to the heat exchange of air with the surface of the housing 5, it is advisable to arrange the heat flux sensors on the housing 5 so that before meeting the surface of the sensors the boundary layer of air rotating with the body contacts the larger surface of the housing 5 than when it leaves the g contact with the surface of the sensors (Fig. 2). The proposed method eliminates the measurement error caused by the difference in the heat flux passing through the heat flux sensors from the heat flux.
на корпусе термопреобразовател датчика теплового потока с воздушным зазором между ним и вращающимс телом, величина которого не превышает толщины пограничного сло воздуха, нагреве или охлаждении корпуса термопреобразовател и регистрации температуры корпуса термопреобразовател , отличающийс гем, что, с целью повышени точности, на корпусе термопреобразовател размещают идентичный пермежду их поверхностью и поверхностью Ю вому дополнительный датчик теплового по- вращающегос тела, которое в свою очередь св зано с вли нием окружающей среды (воздуха), охлаждением или перегревом бли жайших к датчикам теплового потока слоев воздуха в зазоре Кроме того, повышаетс .,. помехозащищенность, так как сигнал помехи одинаково воздействует на идентичные датчики теплового потока и взаимно уничтожаетс при отслеживани ,х разностного выходного сигналаon the body of the thermal converter of the heat flux sensor with an air gap between it and the rotating body, the value of which does not exceed the thickness of the boundary layer of air, heating or cooling the thermal converter body and recording the temperature of the thermal converter body, which is different hem, which, to improve accuracy, is identical to the thermal converter body by interfacing them with the surface and the surface of the South East, an additional sensor of the thermal rotating body, which in turn is associated with the influence of ayuschey medium (air) cooling or overheating bli nearest-to the heat flow sensors in the air gap layers Moreover, increased.,. noise immunity, since the interference signal equally affects identical heat flux sensors and is mutually destroyed when tracking x differential output signal
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884612502A SU1649307A1 (en) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | Method of measuring the temperature of rotating bodies |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884612502A SU1649307A1 (en) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | Method of measuring the temperature of rotating bodies |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1649307A1 true SU1649307A1 (en) | 1991-05-15 |
Family
ID=21412532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU884612502A SU1649307A1 (en) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | Method of measuring the temperature of rotating bodies |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1649307A1 (en) |
-
1988
- 1988-12-02 SU SU884612502A patent/SU1649307A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент JP М 51 - 1991, кл. G 01 К 13/08, опублик. 1976. Геращенко О. А. и др. Устройство дл измерени температуры движущихс поверхностей.-Заводска лаборатори , 1977, вып. 43, № 1, с. 55-56. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5178464A (en) | Balance infrared thermometer and method for measuring temperature | |
| KR100628283B1 (en) | Infrared sensor stabilisable in temperature, and infrared thermometer with a sensor of this type | |
| US3321974A (en) | Surface temperature measuring device | |
| KR20000076051A (en) | Thermopile sensor and radiation thermometer with a thermopile sensor | |
| US7525092B2 (en) | Infrared sensor having thermo couple | |
| US3232113A (en) | Thermal parameter indicator | |
| JPS6270722A (en) | Device and method of calibrating device with temperature element | |
| US3417617A (en) | Fluid stream temperature sensor system | |
| US4166390A (en) | Scanning radiometer apparatus | |
| US3354720A (en) | Temperature sensing probe | |
| US4472594A (en) | Method of increasing the sensitivity of thermopile | |
| SU1649307A1 (en) | Method of measuring the temperature of rotating bodies | |
| US4306453A (en) | Apparatuses for measuring the flow rate of a flowing medium | |
| US4030362A (en) | Self-calibrating radiometer | |
| JPH0345778B2 (en) | ||
| US3461290A (en) | Conically shaped cavity radiometer with a dual purpose cone winding | |
| US3427882A (en) | Contact-free temperature-sensing device | |
| GB2251946A (en) | A fluid temperature measuring device | |
| US1327800A (en) | Compensating-pyrometer system and apparatus | |
| Katzmann et al. | Thin-film AC-DC converter with thermoresistive sensing | |
| JP2975552B2 (en) | Temperature detector | |
| US3514998A (en) | D.c. circuit for operating asymmetric thermopile | |
| JPS6171326A (en) | Photodetector | |
| USRE23615E (en) | Compensated thermopile | |
| US2061941A (en) | Device for measuring fluid velocity |