SU1747943A1 - Термопреобразователь - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использован в криогенных гелиевых установках дл  измерени  температ^'ры. Цель изобретени  - повышение ТОЧНОСТИ измерени  температур за счет снижени  теплопритоков - достига-. етс  тем. что в криогенном термопреобразо- вателе, включающем термобаллон с гелием, установленный в криогенной емкости, и измерительный блок, мембранный узел измерительного блока установлен в вакуумной ПОЛОСТИ криогенной емкости и герметично соединен с термобаллоном, а на мембране установлен кремниевый тензочувствитель- ный МОСТ из тензорезисторов. причем тер- мобаллон может быть выполнен в виде пустотелого грибка или в виде полости во внутренней стенке емкости. Криогенна  емкость имеет холодную ПОЛОСТЬ 1, внутреннюю стенку 2. наружный (теплый) кожух 3 и межстенное пространство 4 с изол цией. Внутри емкости устанавливаетс  термобал- лон 5, который в межстенном пространстве 4 соедин етс  с мембранным узлом 6 и^ кремниевым тензочувствительным мостом 7. Через герметичный ^)азъем 8 вывод тс  провода питани  9 и измерительные провода 10. 2 з.п.ф-лы. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к технике измерени  температуры, в частности к измерению низких температур жидких и газообразных продуктов таких, как азот, кислород, водород, аргон, криптон, ксенон, гелий, и может быть использовано в криогенных установках и системах.дл  контрол  и регулировани  температурных параметров .

Известны термопреобразователи дл  измерени  низких температур,однако, дл  измерени  .низких температур в диапазоне 0,3-10 К возникает р д трудностей, к которым относ тс  нелинейна  шкала измерений, существенна  погрешность при измерени х.

сложна  измерительна  аппаратура, атакже трудности.св занные с монтажом.

Многие криогенные гелиевые установки , в частности СТ1-1400. выпускаемые в США. оснащаютс  манометрическими термопреобразовател ми . Такой термопреобразователь - вл етс  наиболее близким к предложенному и состоит из термобаллона, погружаемого в измерительную среду, капилл ра и Трубчатой пружины Бурдона овального или эллиптического сечени . Свободный конец Трубчатой пружины соедин етс  при помощи передаточного механизма со стрелкой. С|:стема. состо ща  из термобаллона , капилл ра и трубчатой пружины.

заполн етс  рабочим веществом, например .гелием, и эти элементы соедин ютс  абсолютно герметично между собой. С изменением .температуры термобаллона измен етс  давление внутри системы, вследствие чего, пружина (трубчата ) раскручиваетс  и скручиваетс , при этом ее свободный конец, соединенный зубчатым зацеплением со стрелкой, перемещаетс  и по положению стрелки суд т о температуре измер емой среды..

;Недостатком известного технического

I решени   вл ютс  точность измере ни  за счет доНблнительных объемовсозда-; ваемых трубкой Бурдо на и капилл ром, которые устанавливаютс  - в теплой части криогенной емкости, а также повыщенные теплопритоки. которые направлены- через капилл р внутрь криогенного сосуда, кроме того подобными термопреобразовател ми практически невозможно измер ть, кактем пературу в токе, так и среднюю температу ру.- . . ..

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени . обеспечение линейной характеристики, снижение теплопритоков , обеспечение измерени  температуры в точке и средней температуры. . Поставленна  цель достигаетс  тем. что в термопреобрззователе. содержащем термобаллон,заполненный гелием и установленный в криогенной емкости, и измерительный блок, соединенный с термобаллоном, этот блок выполнен в виде кремниевой мембраны с тензочувствительным мостом и размещен в вакуумной полости криогенной емкости, а термобаллон выполнен в виде грибка, закрепленного на стенке емкости частью своей поверхности.или выполнен в виде полости в стенке криогенной емкости.

На фиг.1 представлен термопреобраЗоватёль . встроенный в корпус гелиевой емкости; на фиг.2 И 3 - терм.обаллон, выполненный в виде полости в стенке криогенной емкостей.

Криогенна  емкость имеет холодную полость 1..где накапливаетс  и хранитс  жидкий гелий, с внутренней стенкой 2, наружный (теплый) кожух 3 и межстенное пространство 4 с экранно-вакуумной изол цией . Внутри сосуда устанавливаетс  (вва . риваетс ) термобаллон Б. который соедин етс  в межстенном пространстве 4 с мембранным узлом 6 и кремниевым тензочувствительным мостом 7. Через герметичный разъем 8 вывод тс  провода питани  9 и измерительные провода 10. Сам термобаллон 5 размещают во внутренней полости 1 емкости, а мембранный узел 6 с кремниевым тензочувствительным мостом 7 устанавливают в межстенном пространстве 4 (в вакуумной полости) между внутренней стенкой 2 и наружным кожухом 3. На наружном

кожухе 3 вварен герметичный разъем 8. через который проход т два провода питани  9 тензочувствительного моста 7 и два измерительных провода 10 того же.моста 7; При измерении температуры в точке емкости термобаллон может быть выполнен в виде грибка 11. (фиг.2). приваренного к внутренней стенке 2 емкости и заполненного гелием..

Когда необходимо измерить среднюю

температуружидкого или газообразного гели  в емкости, то термобаллон выполн ют в виде внутренней полости 12 в стенке емкости , заполненной газообразным гелием нужного давлени  (фиг.З). Полость 12 во

внутренней стенке 2 емкости может быть выполнена как по всему периметру внутрен-. ней стенки 2. так и по зго.части. в зависимости от места измерени  температуры.

Термрпреобразователь работает следующим образом.

Во внутреннюю полость 1 криогеной емкости поступает жидкий или газообразный гелий, температуру которого необходимо измерить.

Термобаллон 5 (грибок 11. внутренн   полость 12) принимает температуру продукта и давление гели  в нем начинает падать. Это давление измер етс  мембранным узлом б и тензочувствительным мостом 7. В

результате того, что мембранный узел б установлен в вакуумной полости, то на измерение температуры не накладываетс  погрешность измен ющегос  атмосферного давлени . Следовательно точность измерени  повышаетс . В результате того, что к теплому кожуху 3 подход т только тонкие провода 9 и 10, а сам измерительный блок находитс  в холодной .зоне, то резко снижаютс  теплопритоки по тонким проводам, что

обеспечивает экономию гели .

Линейна  зависимость давлени  от температуры в данном термопреобразователе обеспечивает его линейную характеристику и следовательно вторачнэ  аппаратура упрощаетс .

Claims (1)

1. Формула изобретени  1. Термопреобразователь, содержащий термобаллон, заполненный гелием и установленный в криогенной емкости, и измерительный блок, соединенный с термобаллоном, отличающийс  тем, что. с целью повышени  точности измерени  за счет снижени  теплопритоков, в нем измерительный блок выполнен в виде кремниевой мембраны с тензочувствительным мостом и размещен в вакуумной полости криогенной емкости.

   .|,-ф : 2 . Термопреобразователь по п.1. о т л ичающийс  тем, что термобаллон выпол . .. -

   ней н виде грибка, закрепленного на стенке емкости частью своей поверхности.

   3. Термопреобразовател.ь по п. 1, о т л и ч а ю щ,и и с   тем. что термобаллон выполнен в виде полости в стенке криогенной емкости.

   . 2