SU1742643A1

SU1742643A1 - Device for measuring temperature of rotating objects

Info

Publication number: SU1742643A1
Application number: SU904788643A
Authority: SU
Inventors: Владислав Ананьевич Пашистый; Петр Иванович Ванкевич; Игорь Владимирович Кузьо; Василий Алексеевич Феденец; Игорь Петрович Куритнык
Original assignee: Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола; Львовское специальное конструкторское бюро "Электротермометрия"
Priority date: 1990-02-07
Filing date: 1990-02-07
Publication date: 1992-06-23

Abstract

Сущность изобретени : устройство содержит термочувствительный элемент в виде двух частично перекрывающихс пластин, закрепленных одними концами вдоль образующей вращающегос объекта. Верхн пластина выполнена Г-образной из материала с низким коэффициентом линейного расширени , а нижн - из материала с высоким коэффициентом линейного расширени с растровой решеткой на поверхности . При нагреве происходит изменение числа видимых линий растровой решетки что фиксируетс счетчиком. 1 ил.SUMMARY OF THE INVENTION: The device comprises a temperature-sensitive element in the form of two partially overlapping plates fixed at one end along the generatrix of a rotating object. The top plate is made L-shaped from a material with a low coefficient of linear expansion, and the bottom is made of a material with a high coefficient of linear expansion with a raster grid on the surface. When heated, there is a change in the number of visible lines of the raster grid, which is recorded by the counter. 1 il.

Description

Изобретение относитс к температурным измерени м и может быть использовано дл измерени температуры поверхностей вращающихс объектов.The invention relates to temperature measurements and can be used to measure the temperature of surfaces of rotating objects.

Известно устройство дл измерени температуры вращающихс объектов, в котором используетс оптический канал св зи со стационарным источником света и фотоприемнйком. В устройстве сигнал от установленного на объекте термочувствительного элемента управл ет амплитудой или частотой световых импульсов, воспринимаемых неподвижным приемником 1.A device for measuring the temperature of rotating objects is known, which uses an optical communication channel with a stationary light source and a photodetector. In the device, the signal from the temperature-sensitive element installed on the object controls the amplitude or frequency of the light pulses perceived by the fixed receiver 1.

Недостатком устройства вл етс невысока чувствительность. Кроме того необходимость размещени на вращающемс объекте источников питани и других активных элементов снижает надежность устройства , ограничивает срок непрерывного измерени .The disadvantage of the device is low sensitivity. In addition, the need to locate power sources and other active elements on a rotating object reduces the reliability of the device and limits the duration of continuous measurement.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство дл измерени температуры вращающихс объектов, в котором термочувствительный элемент выполнен в виду двух частично перекрывающихс пластин, нижн из которых с растровой решеткой на поверхности, выполнена из материала с высоким коэффициентом линейного расширени , закрепленных одними концами на объекте и оптически св занных с неподвижными источником света и фотоприемником, соединенным со счетчиком импульсов 2.The closest in technical essence to the present invention is a device for measuring the temperature of rotating objects, in which the temperature-sensitive element is made in the form of two partially overlapping plates, the bottom of which with a raster grid on the surface, is made of a material with a high linear expansion coefficient fixed at one end an object and optically connected to a fixed source of light and a photodetector connected to a pulse counter 2.

Недостаток известного устройства заключаетс в его невысокой точности, поскольку на показани устройства существенно вли ет температурное удлинение (деформаци ) поверхности вращающегос объекта, равна величине Д а AT,A disadvantage of the known device lies in its low accuracy, since the temperature elongation (deformation) of the surface of a rotating object significantly affects the device's readings, is equal to the value of D a AT

I.NI.N

N СЬN СЬ

Јь CJC CJ

где ее - коэффициент линейного теплового расширени материала обьекта;where it is the coefficient of linear thermal expansion of the material of the object;

- рассто ние между закрепленными концами пластин; - the distance between the fixed ends of the plates;

Д Т - градиент температур (разница между начальной и конечной температурой поверхности объекта).D T - temperature gradient (the difference between the initial and final temperature of the object surface).

Так, в случае, если поверхность вращающегос агрегата выполнена из материала с высоким значением коэффициента линейного теплового расширени , то измерить его температуру с помощью известного устройства практически невозможно.So, if the surface of the rotating unit is made of a material with a high value of linear thermal expansion coefficient, then it is almost impossible to measure its temperature using a known device.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерени путем исключени вли ни на устройство температурной деформации вращающегос обьекта.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy by eliminating the influence of temperature deformation of a rotating object on the device.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл измерени температуры вращающихс объектов, содержащем термочувствительный элемент в виде двух частично перекрывающихс пластин, нижн из которых с растровой решеткой на поверхности выполнена из материала с высоким коэффициентом линейного расширени , закрепленных одними концами на объекте и оптически св занных с неподвижными источником света и фотоприемником, соединенным со счетчиком импульсов, концы пластин закреплены на одной линии вдоль образующей вращающегос объекта, при этом верхн пластина выполнена Г-образ- ной из материала с низким коэффициентом линейного расширени .This goal is achieved by the fact that in a device for measuring the temperature of rotating objects, there is a temperature-sensitive element in the form of two partially overlapping plates, the lower of which with a raster grid on the surface is made of a material with a high linear expansion coefficient fixed at one end to the object and optically connected with a fixed light source and a photodetector connected to a pulse counter, the ends of the plates are fixed on the same line along the generatrix of the rotating object wherein the upper plate is made l-shaped from a material with a low coefficient of linear expansion.

На чертеже изображено устройство дл измерени температуры вращающихс объектов .The drawing shows a device for measuring the temperature of rotating objects.

Устройство содержит установленный на вращающемс объекте 1 и наход щийс с ним в тепловом контакте термочувствительный элемент, состо щий из нижней тонкой пластины 2, на которой нанесен растр 3, и верхней Г-образной пластины 4, закрывающей часть растра 3. Пластины 2 и 4 закреплены на одной линии 5 вдоль образующей вращающегос объекта. Пластина 2 выполнена из материала, имеющего большое значение коэффициента линейного теплового расширени , например цинка а 39, 1/град, а пластина 4 выполнена из материала с более низким значением коэффициента линейного теплового расширени , например, титана - ВТ1 (а 8 1 (Г61 /град). Через оптическую систему б и растр 3 имеют оптическую св зь источник света 7, например лазер или лампа накаливани , и фотоприемник 8, подключенный к счетчику импульсов 9.The device contains a temperature-sensitive element mounted on a rotating object 1 and in thermal contact with it consisting of a bottom thin plate 2 on which raster 3 is applied and an upper L-shaped plate 4 covering a part of the raster 3. Plates 2 and 4 are fixed on one line 5 along a generator of a rotating object. Plate 2 is made of a material that has a large value of the linear thermal expansion coefficient, for example, zinc a 39, 1 / degree, and plate 4 is made of a material with a lower value of the linear thermal expansion coefficient, for example, titanium - VT1 (a 8 1 (Г61 / ha). Through the optical system, b and raster 3 have an optical link between a light source 7, such as a laser or an incandescent lamp, and a photodetector 8 connected to a pulse counter 9.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Под действием измер емой температуры свободные концы пластин 2 и 4 имеютUnder the action of the measured temperature, the free ends of the plates 2 and 4 have

возможность перемещатьс в одном направлении . При этом число видимых линий растра 3, т.е. линий, не закрытых Г-образной пластиной 4, измен етс , поскольку величины температурного расширени (деформации ) пластин 2 и 4 неодинаковы вследствие различных значений коэффициентов линейного теплового расширени а. Изменение количества видимых линий растра 3 служит информацией об измер емой температуре.the ability to move in one direction. The number of visible lines of the raster 3, i.e. the lines that are not closed by the l-shaped plate 4 change, since the values of the thermal expansion (deformation) of the plates 2 and 4 are not the same due to the different values of the coefficients of linear thermal expansion a. The change in the number of visible lines of the raster 3 serves as information about the measured temperature.

Излучение источника 7 с помощью оптической системы 6 фокусируетс в виде светового п тна малых размеров на растр 3, отражаетс от него и попадает на фотрпри- емник 8. При вращении объекта 1 световоеThe radiation of the source 7 with the help of the optical system 6 is focused in the form of a small spot of light on the raster 3, is reflected from it and hits the photoreceiver 8. When the object 1 rotates

п тно пересекает линии растра 3 и модулируетс им так, что на выходе фотоприемника 8 по вл ютс импульсы, число которых за один период вращени равно числу видимых линий растра 3. Счетчик 9 импульсовthe spot intersects the lines of the raster 3 and is modulated by it so that at the output of the photodetector 8 there appear pulses, the number of which for one rotation period is equal to the number of visible lines of the raster 3. Counter 9 pulses

производит подсчет числа импульсов, пришедших за один период вращени объекта 1, которое однозначно св зано с измер емой температурой,counts the number of pulses that arrived during one period of rotation of object 1, which is uniquely related to the measured temperature,

Отметим, что световое п тно можетNote that the light spot can

быть сфокусировано в любом месте по всей ширине термочувствительного элемента, поскольку температурное расширение (деформаци ) термочувствительного элемента одинаково по его ширине.be focused anywhere over the entire width of the temperature-sensitive element, since the thermal expansion (deformation) of the temperature-sensitive element is the same across its width.

Закрепление пластин термочувствительного элемента на одной линии и выполнение их из материалов с различными коэффициентами теплового расширени позвол ет повысить точность устройства, такFixing the plates of the temperature-sensitive element on one line and making them from materials with different coefficients of thermal expansion allows to increase the accuracy of the device, so

как в этом случае на его показани не вли ет температурна деформаци поверхности вращающегос объекта.as in this case, the temperature deformation of the surface of the rotating object does not affect its readings.

Кроме того упрощаетс конструкци устройства , за счет исключени направл ющей пластины, а также значительно уменьшаютс его габариты.In addition, the design of the device is simplified by eliminating the guide plate, as well as its dimensions are significantly reduced.

Claims

The invention The device for measuring temperature

rotating objects containing a temperature-sensitive element in the form of two partially overlapping plates, the bottom of which with a raster grid on the surface is made of a material with high

linear expansion coefficient, fixed at the ends only on the object and optically connected with an uncontrolled light source and photoreceiver connected to a pulse counter, characterized in that with an increase of

accuracy of measurement, the ends of the plates are fixed on the same line along the generatrix of the rotating object, with the upper

the plate is L-shaped from a material with a low coefficient of linear expansion,

four