SU1755069A1 - Устройство дл измерени температуры поверхности - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : в корпусе, выполненном в виде двух коаксиальных трубок , размещен подпружиненный термопреобразователь (например, терморезистор ). В зазоре между трубками установлен поршень в виде полого цилиндра, снабженный поводком, который пропущен через паз во внешней трубке корпуса и соединен со штоком поршн . Зазор между трубками под поршнем заполнен в зкой теплопроводной смазкой. Корпус снабжен трем  упорами с наконечниками из материала с низким коэффициентом трени . С помощью гайки, установленной на корпусе, регулируетс  усилие прижати  термопреобразовател  к поверхности. 2 ил.

Description

(Л

С

Изобретение относитс  к температурным измерени м, а именно к устройствам дл  измерени  температуры поверхности объектов.

Известна поверхностна  термопара, содержаща  корпус с расположенным внутри спаем и термоэлектродными проводами, которые обеспечивают возможность измерени  температур в труднодоступных местах, корпус выполнен в виде неподвижной и поворотной головок, шарнирно соединенных между собой, причем поворотна  головка термопары снабжена при этом приводом, а спай термопары - коллекторной пластиной, св занной с поворотной головкой шарниром .

Недостатком известного устройства  вл етс  использование коллекторной пластины , привод щей к отсутствию надежного теплового контакта с шероховатой и криволинейной поверхност ми и снижению точности и скорости измерени .

Известно устройство дл  измерени  температуры, содержащее корпус с полостью , заполненной теплопровод щей средой , в которой установлена термопара; оно снабжено поплавком, размещенным в полости , а полость выполнена открытой сверху, при этом суммарный объем поплавка и тер- мопровод щей среды должен быть не менее объема полости, а габаритные размеры не должны превышать габаритные размеры полости; термоэлектроды термопары установлены на уровне верхнего торца полости и соединены медной вставкой, а в качестве теплопровод щей среды использован сплав Вуда.

Однако вследствие использовани  сплава Вуда существенно сужена область применени  устройства, с его помощью нельз  измер ть температуру вертикальч ел ел о о о

ных, наклонных и горизонтальных поверхностей сверху.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  измерени  температуры поверхности, содержащее подпружиненный термопреобразователь , размещенный в корпусе, снабженном опорами дл  измерени  температуры объектов различной кривизны . Термопреобразователь установлен в упругих втулках, одна из которых размещена в корпусе, а во второй втулке, снабженной гайкой, закреплены опоры, контактирующие с торцом гайки и имеющие наконечники из материала с низким коэффициентом трени .

Однако такое устройство не обеспечивает стабильного теплового контакта с поверхност ми различной кривизны, что приводит к снижению точности измерени . Это подтверждаетс  тем, что тепловой контакт термопреобразовател  с поверхностью осуществл етс  в одной точке, а не по всей чувствительной площади термопреобразовател , В результате такого размера получаемые значени   вл ютс  температурой, в которую вход т две составл ющие: температура поверхности и температура воздуха в пограничном слое у поверхности.

Кроме того, в известном устройстве повышаетс  инерционность измерений, так как контакт термочувствительного датчика с исследуемой поверхностью осуществл етс  через радиатор, а он имеет некоторую теплоемкость , и формирование значени  температуры замедл етс . Результатом замера  вл етс  среднеинтегральна  температура по площади радиатора, прилегающего к исследуемой поверхности; при этом в случае неоднородного температурного пол , например когда под исследуемой поверхностью находитс  точечный (в сечении) источник тепла, усреднение по площади дает существенную дл  исследовани  ошибку; при сравнительно большой поверхности радиатора невозможно плотно прижать его к измер емой шероховатой поверхности, а оставшиес  микроскопические полости воздуха оказывают вли ние на передачу тепла от измер емой поверхности к радиатору; форма радиатора должна соответствовать форме исследуемой поверхности.

Цель изобретени  -устранение указанных выше недостатков, а именно - повышение точности измерени  температуры поверхности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известное устройство дл  измерени  температуры , содержащее подпружиненный термопреобразователь, размещенный в

корпусе, выполненном в виде двух коаксиальных трубок и снабженном опорами, в него введен поршень со штоком, выполненный в виде полого цилиндра, устэновленного в зазоре между трубками и снабженного поводком, соединенным со штоком и пропущенным через паз, выполненный во внешней трубке корпуса, а зазор между трубками под поршнем заполнен в зкой теплопроводной смазкой.

Преимущества предлагаемого устройства дл  измерени  температуры заключаютс  в следующем. Температура поверхности измер етс  в точке, при этом

в зка  термопровод ща  смазка, обволакива  головку термопреобразовател  малого диаметра, обеспечивает надежный тепловой контакт датчика с. исследуемой поверхностью , так как теплообмен между головкой

датчика и окружающей устройство средой отсутствует. Таким образом достигаетс  повышение точности измерени , Предлагаемое устройство  вл етс  универсальным с точки зрени  формы и шероховатости исследуемых им поверхностей, так как температура измер етс  в точке поверхности. В устройстве обеспечиваетс  непосредственный контакт головки термопреобразовател  с измер емой поверхностью в точке, что

способствует снижению инерционности.

На фиг. 1 показано устройство дл  измерени  температуры поверхности; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство дл  измерени  температуры

поверхности содержит термоэлектрический датчик 1 (например, микргтерморезистор МТ-54М), предназначенный дл  образовани  температуры в электрический сигнал. Датчик 1 закреплен в конусе 2 (изготовленном , например, из пластмассы) дл  предохранени  датчика 1 от механических повреждений. Корпус 3 (например, из пластмассы ) представл ет собой трубку, несущую остальные узлы и части устройства.

Датчик 1 и конус 2 закреплены на конце внутренней трубки 4 (например, пластмассовой ),  вл ющейс  полостью дл  пропускани  проводов датчика 1 к контрольно-измерительному прибору. Кольцевой зазор, составленный трубками 3 и 4 в нижней его части заполнен полужидкой тер- мопровод щей смазкой 5 (например, циани- том N 201). Дл  заполнени  кольцевого зазора смазкой 5 во внешней трубке 3 усвоено резьбовое соединение 6. Смазка 5 подаетс  на головку датчика 1 перемещением поршн  7 (изготовленного, например, из металла ), приводимого в движение поводком 17 путем нажати  кнопки 18, Причем, перемещение штанги ограничиваетс  пазом 19,

в котором расположен выступ поршн  15. Гайка 8. расположенна  на корпусе 3, служит дл  регулировани  силы сжати  пружины 9, котора  упира сь в гильзу 10 (например, из металла), реп/лирует усилие прижати  датчика 1 к поверхности измерени . На гильзе 10 расположена кнопка 14, при нажатии на которую, воздейству  на пружину 13, можно обеспечить поступательное движение к измер емой поверхно- сти корпуса 3, 4 датчика 1. Свободный ход ограничиваетс  упором 12. В пластине 11 закреплены упоры 15 (не менее трех, с наконечниками из материала с низким коэффициентом трени ) дл  фиксировани  устройства на измер емой поверхности.

Устройство работает следующим образом .

Устройство устанавливаетс  на исследуемую поверхность на упоры 16, При нажз- тии на кнопку 14 весь корпус, в том числе внешн   3 и внутренн   4 трубки, гильза 10, опускаетс  к исследуемой поверхности до касани  ее термоэлектрическим датчиком 1. При этом сжимаетс  пружина 13. При даль- нейшем нажатии кнопки 14 до упора 12 гильза 10 продолжает опускатьс  к исследуемой поверхности. При этом сжимаетс  пружина 9, котора  прижимает датчик 1 к исследуемой поверхности. Величину силы сжати  пружины 9 можно регулировать при помощи гайки 8. После установлени  датчика 1, удержива  кнопку 14 в нижнем положении до упора 12, нажима  на наконечник 18, поводок 17 через выступ 15 в пазу внеш- него корпуса 19 двигает поршень 7 по направлению к исследуемой поверхности. При этом происходит выдавливание малого количества термопровод щей полужидкой смазки 5 через отверстие 20 на место установки датчика 1. Как вариант, возможно предварительное выдавливание малого количества смазки дл  улучшени  теплового контакта. Заправка датчика 1 смазкой 5 осуществл етс  съемом части внешнего корпуса 3 посредством резьбового соединени  6 и наполнител  отделенной части.

В целом устройство позвол ет достичь более точного и быстрого измерени  температуры горизонтальной, вертикальной, наклонной поверхностей и потолка. Инерционность датчика снижаетс  в 2,5 раза . Точность измерений повышаетс  на 37...40% по сравнению с известном.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  температуры поверхности, содержащее подпружиненный термопреобразователь, размещенный в корпусе, выполненном в виде двух коакси- альных трубок и снабженном опорами, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введен поршень со штоком, выполненный в виде полого цилиндра, установленного в зазоре между трубками и снабженного поводком , соединенным со штоком и пропущенным через паз, образованный во внешней трубке корпуса, а зазор между трубками под поршнем заполнен в зкой теплопроводной смазкой.

   18

   1Ь

   А-А

   17

   tf

   19 6

   фма. 2