SU1649338A1 - Способ контрол герметичности тепловой трубы и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контролю герметичности тепловых труб и позвол ет повысить производительность с сохранением чувствительности. Нагреватель установлен на поверхности испарител  тепловой трубы. Здесь же установлена термопара, с ней соединен блок режстрации, который выполнен в виде последовательно соединенных первого и второго пропорциональных усилителей , первого ключа, интегратора. Выход второго усилител  соединен с входами компаратора и нуль-индикатора. Выходы последних через две параллельные цепочки логических элементов И соединены с управл ющим входом первого ключа и со свето- диодом. На испаритель тепловой трубы оказываетс  тепловое воздействие, в этой же зоне определ ют знак первой производной температуры стенки трубы по времени В зависимости от входного сигнала нуль-индикатор вырабатывает логический О или 1. При этом в случае утечки из трубы, т.е. при положительном знаке первой производной температуры по времени, на выходе нуль-индикэгорэ по вл етс  сигнал О, зажигаетс  светодиод, свидетельству  о нарушении герметичности трубы. 2 с п.ф-лы. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к испытательной технике и может быть применено дл  контрол  герметичности термосифонов и тепловых труб,

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности путем сокращени  времени измерени  с сохранением чувствительности .

На фиг. 1 изображена характеристика зависимости температуры испарител  термотрубы от времени в процессе нагревани ; на фиг 2 - схема устройства дл  реализации способа; на фиг. 3 - схема блока регистрации на фиг. 2.

Устройство дл  контрол  герметичности тепловой трубы содержит нагреватель 1, установленный на поверхности испарител  2 тепловой трубы 3. На поверхности испарител  2 тепловой трубы 3 установлена термопара 4. Нагреватель 1 подключен к источнику 5 тока через ограничитель 6 тока. Блок 7 регистрации соединен с термопарой 4. Последний выполнен в виде последовательно соединенных первого пропорционального усилител  8. второго пропорционального усилител  9, первого управл ющего ключа 10, интегратора 11, выход которого соединен с неинвертирующим входом второго

О

Јь

о со

OJ 00

пропорционального усилител  9. Входы компаратора 12 и нуль-индикатор соединены с выходом второго пропорционального усилител  9. Выход компаратора 12 соединен через первый резистор 14 с входами первого и второго элементов И 15, 16 (соответственно) и через первый резистор 14 и первый диод 17 - с обшей точкой. Выход второго элемента И 16 соединен с первым входом третьего элемента И 18, выход которого через четвертый элемент И 19 соединен с управл ющим входом первого ключа 10, Установочный резистор 20 соединен с инверсным входом нуль-индикатора 13, выход которого через второй резистор 21 соединен с входом п того элемента И 22 и через второй резистор 21 и второй диод 23 - с общей точкой. Выход п того элемента А 22 соединен с первым входом шестого элемента И 24, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И 15. Выход шестого элемента И 24 соединен с вторым входом третьего элемента И 18 и с первым входом седьмого элемента И 25. Выход последнего соединен с первым входом восьмого элемента И 26. Выход последнего соединен со светодиодом 27 и с вторым входом седьмого элемента И 25. Второй вход восьмого элемента И 26 через третий резистор 28 и второй управл ющий ключ 29 соединен с общей точкой. Пераьгй вход установочного резистора 20 соединен с общей точкой, а второй - с минусом источника 5 питани . Плюс последнего соединен с вторым входом восьмого элемента {/1 26 и со светодиодом 27. Вторые входы первого, второго, четвертого, п того элементов t5, t6,Т9, И 22 соответственно соединены с их первыми входами.

Интегратор 11 содержит настроечные резистор 30 и конденсатор 31. Второй усилитель 9 и интегратор 11 образуют задатчик интенсивности.

Способ контрол  герметичности тепловых труб с помощью устройства реализуетс  следующим способом.

Анализ полученных экспериментальных кривых переходного теплового сопротивлени  охладителей на основе термосифонов и тепловых труб (фиг. 1) позвол ет выделить два основных этапа процесса на- греаа охладител , которые ранее считались переход щими плавно один во второй. На первом этапе происходит накопление тепловой энергии в корпусе и теплоносителе. Длительность этого этапа определ етс  теплоемкостью корпуса и теплоносител , а также температурой кипени  хладоносите- л , соответствующей давлению в полости при заправке. Началом второго зтапа  вл етс  момент закипани  хладоносител  тск. сопровождающийс  скачкообразным снижением теплового сопротивлени . Скачкообразный характер изменени  теплового

сопротивлени  объ сн етс  резким изменением механизма теплоотдачи от нагретой стенки корпуса к жидкости. До наступлени  момента закипани  теплоотдача осуществл етс  за счет теплопроводноеги и естественных конвективных потоков при низких коэффициентах теплоотдачи. После закипани  коэффициент теплоотдачи резко возрастает , что приводит к такому же резкому снижению перепада температуры между

корпусом и хлэдоносителем. В дальнейшем перенос тепла осуществл етс  процессами теплообмена при фазовых переходах (кипение и конденсаци ) с учетом теплоемкости сребренных трубок.

Даны t - температура испари гел  тепловой трубы 3; г- врем ; гск - врем  наступлени  изменени  знака производной --: густ врем  установившегос  процесса.

Создают тепловое возмущение теплоносител  тепловой трубы, пропуска  через нагреватель 1 ток от источника 5. Измер ют термопарой 4 температуру испарител  тепловой трубы 3, котора  в блоке 7 регистрации преобразуетс  а первую производную г,о времени и определ етс  ее знак. Если знак производной станет отрицательным , вырабатываетс  выходной сигнал. Отсутствие последнего сигнализирует о неиспрабиости термосифона или тепловой трубы .

При подаче положительного возрастающего сигнала с термопары 4, установленной на испарителе 2 тепловой трубы 3, на вход

первого пропорционального усилител  8 на выходе второго усилител  9 по вл етс  положительный сигнал, который поступает на пр мые входы компаратора 12 и нуль-индикатора 3, имеющего регулируемую уставку

в виде установочного резистора 20 на срабатывание по инверсному входу. При этом на выходе компаратора 12 по вл етс  сигнал Логическа  1, поступающий на входы логиче ских элементов И 15, 16. Нуль-индикатор 13 имеет при этом выходной сигнал 1 от смещени  по инверсному входу, под- тве хдаемый положительным сигналом на пр мом . При этом ча первый вход элемента И 25 поступает сигнал 1 и светодиод 27 не светитс . Выходной сигнал Г компаратора 12, преобразуемый элементами И 16, 18, 19 в сигнал О, поступает на управл ющий вход первого ключа 10 и включает его При этом выходной сигнал

второго усилител  9 через первый ключ 10 поступает на вход интегратора 11 выходное напр жение которого возрастает по линейному закону с посто нной интегрировани , задаваемой настроечными параметрами его резистора 30, конденсатора 31 и выходным напр жением второго усилител  9.

Если на входе задатчика интенсивности происходит уменьшение входного сигнала, соответствующее моменту закипани  теплоносител  в тепловой трубе 3, то на входе второго усилител  9 происходит сравнение величины уменьшающегос  входного сигнала и величины выходного напр жени  интегратора 11.

Как только величина выходного напр жени  интегратора 11 превысит величину выходного напр жени  первого усилител  8, на выходе второго усилител  9 по вл етс  отрицательное напр жение, при этом на входы логических элементов И 16 и 15 поступает сигнал О с выхода компаратора 12. На входах логического элемента И 18 при этом присутствуют сигналы 1, на выходе элемента И 19 по вл етс  сигнал 1, первый ключ 10 размыкаетс . Пока величина входного сигнала на пр мом входе нуль-индикатора 13 на превышает величины уставки , устанавливаемой резистором 20, выходной сигнал нуль-индикатора 13 остаетс  положительным . на выходе элемента И 24 - сигнал Г. Это необходимо дл  того, чтобы устройство не реагировало на случайные колебани  температуры тепловой тоу- бы, амплитуда которых значительно меньше величины скачка температуры при закипании теплоносител .

При разомкнутом первом ключе 10 выходное напр жение интегратора 11 остаетс  таким, каким оно было до размыкани  ключа 10, т.е. происходит запоминание выходного напр жени  интегратора 11 за счет напр жени  на конденсаторе 31.

По мере уменьшени  входного напр жени  первого усилител  8 лрс ходит увеличение выходного отрицательного напр жени  второго усилител  9 за счет уменьшени  входного сигнала второго усилител  9 по сравнению с величиной выходного напр жени  интегратора 11, поступающего на вход нуль-индикатора 13. При превышении уставки срабатывани  (что свидетельствует о том, что произошло уменьшение температуры испарител  тепловой трубы 3, св занное с фазовым переходом теплоносител , а не со случайными колебани ми температуры ) на выходе нуль-индикатора 13 по вл етс  отрицательное напр жение, на вход элемента И 22 поступает сигнал О, на выходе элемента Л 24 по вл етс  сигнал О,

включающий схему пам ти, при этом зажигаетс  светодиод 27, что свидетельствует о переходе тепловой трубы 3 в режмм кипени  и соответственно о его герметичности.

Устройство позвол ет осуществить контроль в автоматическом режиме тепловых труб и термосифонов в сборе, при этом в качестве нагреватег  используетс  сзм по- лупроводникозый трибор, отдельно или не0 посредственно в тиристорпом агрегате.

Способ обеспечивает контроль не только отдельных тепловых труб или термосифонов , но и эксплуатационный контроль герметичности охладителей (теплоотводов), со5 сто щих из несколькмк термосифонов или тепловых тоуб, имеющих общий испаритель .

Claims (3)

1.Способ контрол  герметичности теп- 0 ловой трубы путем теплового воздействи 

на один участок трубы в зоне испарител , измерени  в течение времени контрол  температуры на том же участке трубы, отличающийс  тем. что, с цегью повышени 

5 производительности путем сокращени  времени измерений с сохранением чувствительности , определ ют знак первой производной температуры по времени, а негерметичность трубы определ ют по ее поло0 жительному знаку.

2.Устройство дл  контрол  герметичности тепловой трубы, содержащее нагреватель , термопару и соединенный с ней блок регистрации, содержащий источник пита5 ни  посто нного тока, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности , блок регистрации выполнен в виде последовательно соединенных первого пропорционального усилител , второго

0 пропорционального усилител , первого управл ющего ключа, интегратора, выход которого соединен с неинвертирующим входом второго пропорционального усилител , восьми элементов И, установочного рези5 стора, светодиода второго управл ющего ключа, компаратора и нуль-индикатора, входы компаратора к нуль-индикатора соединены с выходом второго пропорционального усилител , выход компаратора соединен

0 через первый резистор со входами первого и второго элементов И и через первый резистор и первый диод - с общей точкой, выход второго элемента И соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого

5 через четвертый элемент И соединен с управл ющим входом первого ключа, установочный резистор соединен с инверсным входом нуль-индикатора, выход которого через второй резистор соединен со входом п того элемента И и через

и второй резистор и второй диод - с общей точкой, выход п того элемента И соединен с первым входом шестого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход - со вторым входом третьего элемента И и с первым входом седьмого элемента И, выход последнего соединен с первым входом восьмого элемента И, выход которого соединен со светодиодом и со вторым входом седьмого элемента И, второй вход восьмого элемента И через третий резистор и второй управл ющий ключ соединен с общей точкой, первый вход установочного резистора соединен с общей точкой, а второй - с минусом источника питани , плюс источника питани  соединен со вторым входом восьмого элемента И и со светодиодом, вторые входы первого, второго, четвертого, п того элементов И соответственно соединены с их первыми входами.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что в качестве нагревател  использована электронна  схема блока регистрации .

i-CK

Ґ

«

фиг.1

lycm

|| I

I1 11

III

Шиг.2