SU368501A1 - Способ измерения температуры поверхности твердого тела - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области измерени  температур поверхностей твердых тел и может быть использовано как в лабораторных , так и в производственных услови х.

Известен способ измерени  температуры поверхности твердых тел контактными тер.моприемниками , в которых дл  .повышени  точности измерени  за счет исключени  погрешности , вызванной оттоком тепла по тер.моприемнику , примен етс  компенсаци  теплоотвода дополнительным подогревом термоприемника . Указанный теплоотвод про вл етс  как в перепаде температур на контактном тер.мическом сопротивлении, так и в искажении температурного пол  объекта при соприкосновении его поверхности с термоприемниКО (М. В существующих способах измерени  наличие теплоотвода определ ют, как правило , по перепаду температур на контактном термическом сопротивлении. Дл  повышени  точности измерени  на поверхности тела устанавливают основную термопару, помещенную в подогреватель вместе с вспомогательной термопарой, фиксируют разность температур между чувствительными элементами, компенсируют теплоотвод (дл  чего измен ют мощность подогревател  до равенства показаний основной и вспомогательной термопар ) и затем измер ют температуру поверхности по показанию одной из них. Необходимым условием правильного измерени  температуры термоприемником  вл етс  идентичность основной и вспомогательной терлюпар. Кроме того, они должны находитьс  в услоВИЯХ одинаковой тепловой св зи с нагревателем , а их спай - в одинаковых услови х теплообмена со средой (в момент компенсации теплоотвода). Проверка выполнени  этих условий требует дополнительного исследовани  конкретной конструкции термоприемника, что солр НСено с большими экспериментальными трудност ми. Таким образом, основным недостатком известного способа  вл етс  то, что точность измерени  во многом зависит от

степени соблюдени  в данной конструкции термоприемника указанных выше условий.

Цель изобретени  - повышение точности измерени . Это достигаетс  тем, что момент ко.мпенсации уста1на1вли:вают не по равенству температур основного и вспомогательного термоприемника (что соответствует отсутствию перепада температур на контактном термическо.м сопротивлении), а непосредственно по отсутствию искажени  температурного пол  поверхности объекта. Дл  этого термоприемнмк помещают в подогреватель, осуществл ют его контакт с поверхностью. На поверхности, вблизи места контактировани , размещают

вспомогательный зонд, по его показани м

фиксируют искажени  температурного пол  поверхности, измен   мощность подогревател , подогревают термоприемник до нулевого показани  вспомогательного зонда и затем измер ют температуру поверхности по показанию термопрнемника.

Способ по сн етс  чертежом.

При соприкосновении термоприемника, например термолары 1, с поверхностью возникают искажени  температурного пол  объекта , .которые можно обнаружить по наличию градиента температуры на поверхности вблизи места контакта термопары с поверхностью. Крива  а показывает изменение темлературы поверхности при удалении в радиальном направлении от места теплового контакта термолриемника с поверхностью объекта. Дл  определени  указанного grad Т примен ют вспомогательный зонд 2, расположенный вблизи спа  термопары. Таким зондом, например , в случае измерени  температуры поверхности металла, могут  вл тьс  две идентичные иглы из одного термоэлектродного материала, образующие вместе с поверхностью объекта дифференциальную термопару с рабочими концами в точках А н В поверхности . Термо-з. д. с. A2g такой дифференциальной термопары будет пропорциональна перепаду температур АО в точках Л и В, который вызван оттоком тепла по термоэлектродам термопары /. Эта термо-э. д. с. .может быть усилена и использована дл  управлени  мощностью нагревател  3, компенсирующего теплоотвод по термопаре 1. В случае перегрева термопары 1 (крива  Ь) мощность подогревател  должна быть уменьщена. Момент компенсации устанавливаетс  по нулевому показанию дифференциальной термопары ( при , крива  с). Температура поверхности измер етс  по термо-э. д. с. основной термопары 1 в момент компенсации теплоотвода.

Применение игл обеспечивает минимальность температурных искажений при размещенин зонда на поверхности объекта. Поскольку иглы зонда  вл ютс  термоэлектродами дифферепциальной термопары, то одинаковые искажени  от каждой из игл будут

взаимно компенсироватьс  при измерении перепада температур Ав.

Дл  повыщени  точности компенсации проводитс  несколько измерений как с различной ориентацией зонда вблизи места контакта спа  основной темлературы с поверхностью , так и с различными рассто ни ми АВ между иглами. При этом наибольща  чувствительность достигаетс  при расположении игл зонда на кривой, ортогональной изотермическим кривым на исследуемой .поверхности . Предлагаемый способ не вызывает практических затруднений, св занных с автоматизацией процесса измерени . Так, например, мощность подогревател  может регулироватьс  с помощью след щей системы, состо щей из фазочувствительного усилител  (ФЧУ) и реверсивного двигател  в качестве исполнительного механизма (ИМ), кинематически св занного с подвижным контактом делител  напр жени .

Описанный выще дифференциальный зонд, одним из термоэлектродов которого  вл етс  сам объект, может быть применен в ограниченных случа х. Поэтому в качестве вспомогательного зонда в общем случае примен етс  дифференциальна  термопара. Важным преимуществом предлагаемо.го способа  вл етс  то, что при его реализации не требуетс  жестка  конструктивна  и теплова  св зь подогревател  с термоприемником.

Предмет изобретени 

Способ измерени  температуры поверхности твердого тела, например металла, путем измерени , например, термо-э. д. с. термопары и компенсации теплоотвода по ее термоэлектродам , отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности измерени , термопару подогревают, на поверхности вблизи места контактировани  размещают вспомогательный зонд, по его показани м фиксируют искажени  температурного пол  поверхности и компенсируют теплоотвод изменением мощности подогревател  до нулевого показани  вспомогательного зонда и затем суд т о температуре поверхности по показанию термопары .

О О

Y/////Y/// f /// /