SU800692A1

SU800692A1 - Apparatus for measuring hot body surface temperature

Info

Publication number: SU800692A1
Application number: SU782629321A
Authority: SU
Inventors: Сергей Владимирович Краюшкин; Владимир Иванович Еремин; Валентина Николаевна Голубцова
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4361
Priority date: 1978-06-15
Filing date: 1978-06-15
Publication date: 1981-01-30

Description

Изобретение относитс к температу ным измерени;1м и предназначено дл измерени температуры поверхности нагретых тел в диапазоне О-ЮООс. Известно устройство дл измерени температуры поверхности, содержащее наконечник с термопарой и корnVc дл креплени наконечника 1. Недостаткс1ми зтого устройства вл ютс то, что верхний предел применимости устройства ограничен темпе ратурами, при которых наружный стакан и крьиика тер ют ферромагнитные свойства. Кроме того, облада большой массой наконечника с термопарой устройство имеет значнтельную инерционность . Погрешность измерени чувствительного элемента достигает Наиболее близким к предлагаемс лу по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство дл измерени температуры поверхнос ти нагретых тел, содержащее чувстви тельный элемент в виде пружин щего лепестка с термоэлектродами 2. Недостатки зтого устройства заключаютс в том, что оно имеет высокие значени методической погрешнос ти (несколько дес тков градусов при измерении температуры ), так как термоэлектроды расположены примерно по нормал м к измер емой поверхности и потери тепла на теплоотвод велики. Кроме того, кажда из термопар прикреплена к отдельной, не скрепленной с другими защитной ленте, в виде произвольной петли, что не может обеспечить стандартного посто нного значени гор чего участка ленты, к которому прикреплены спаи термопар, в результате уменьшаетс надежность ограничиваетс teMnepaтурный диапазон и увеличиваетс ннерционность измерений. Цель изобретени - повынение точности , расширение предела измерений и снижение инерционности устройства. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве пружин щий лепесток чувствительного элемента выполнен с пр молинейньм рабочим участке длиной, составл ющей 100200 диаметров термоэлектродов, к боковой кромке которого в средней части закреплены те люэлектроды. Дл повышени надежности устройства при измерении высоких температур ; пружин щий лепесток чувствительного элемента может быть выполнен, по крайней мере, в виде двух плоских пружин, жестко соед 1ненных между собой .The invention relates to temperature measurements; 1 m and is intended to measure the temperature of the surface of heated bodies in the range O – SOOC. A device for measuring surface temperature is known, which contains a thermocouple tip and a core Vc for fastening the tip 1. A disadvantage of this device is that the upper limit of the device's applicability is limited by the temperatures at which the outer cup and crack lose ferromagnetic properties. In addition, it has a large mass of the tip with a thermocouple, the device has a significant inertia. The measurement error of the sensitive element reaches the closest to the proposed technical essence and the achieved result is a device for measuring the surface temperature of heated bodies, containing a sensitive element in the form of a spring-loaded petal with thermoelectrodes 2. The disadvantages of this device are that it has high values of the methodological error (several tens of degrees when measuring temperature), since the thermoelectrodes are located approximately in the normal to the measured surface ited and heat loss in the heat large. In addition, each thermocouple is attached to a separate, unbonded, protective tape, in the form of an arbitrary loop, which cannot provide the standard constant value of the hot part of the tape to which the thermocouple junctions are attached, resulting in reduced reliability, limited temperature range and increased Measurement accuracy. The purpose of the invention is to increase accuracy, extend the measurement range and reduce the inertia of the device. The goal is achieved by the fact that in the device the spring-loaded petal of the sensing element is made with a straight working section of a length of 100,200 diameters of thermoelectrodes, to the side edge of which in the middle part are attached electroelectrodes. To increase the reliability of the device when measuring high temperatures; The spring lobe of the sensing element can be made, at least, in the form of two flat springs rigidly connected to each other.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 чувствительный элемент устройства.FIG. 1 schematically shows the proposed device; in fig. 2 is a view A of FIG. one; in fig. 3 and 4 sensitive element of the device.

Устройство содержит основание, выполненное из изол ционного материала 1 , к которому сйизу с помощью винтов 2 крепитс чувствительный элемент 3 и сбоку к нижней части основани 1 - кожух 4. К чувствительному элементу закрепл ютс два термоэлектрода 5, которые через отверсти 6 в основании 1 подсоедин ютс к приборным клеммам 7. К приборным клеммам 7 подсоединены также удлинительные термоэлектроды 8. На держателе 9, жестко сид щем на основании 1, крепитс ручка 10. Чувствительный элемент 3 выполнен в виде трех плоских пружин 11, жестко соединенных перемычками 12. Два термоэлектрода 5 приварены к боковой кромке одной из плоских пружин, а друга (другие) служит дл повышени пружин щих свойств чувствительного элемента устройства ,при повышенных температурах измер емой поверхности.The device contains a base made of an insulating material 1, to which the sensor element 3 is fastened with screws 2 and laterally to the bottom of the base 1 - the casing 4. Two thermal electrodes 5 are attached to the sensor element, which are connected through holes 6 in the base 1 The instrument terminals 7 are also connected to the instrument terminals 7. Extension thermoelectrodes 8. On the holder 9, which is rigidly mounted on the base 1, the handle 10 is attached. The sensing element 3 is made in the form of three flat springs 11, rigidly connected bridges 12. Two thermoelectrodes 5 are welded to the side edge of one of the flat springs, and the other (other) serves to enhance the spring properties of the sensitive element of the device, at elevated temperatures of the measured surface.

Чувствительный элемент 3 изготовлен в йиде пружин щего лепестка толщиной 0,1 мм и шириной 2 мм из прецизионного износоустойчивого сплава марки 40 КХНМ с высокими упругими свойствами. Пр ь1олинейный рабочий участок о, пружин щего лепестка контактирует с измер емой поверхностью по длине 20 мм. К боковой кромке середины пр молинейного участка пружин щего лепестка, соприкасающегос с измер емой поверхностью, при помощи точечной сварки подсоедин ютс термоэлектроды 5 из хромел и алюмел диаметром 0,15 мм, которые дл устранени утечки тепла по термоэлектродам прюложены на рассто нии 8-10 мм вдоль рабочей поверхности лепестка, а далее свиты в спирали дл того, чтобы при частых замерах температуры сохранить длительную работоспособность устройства и уменьшить теплоотвод по термоэлектродам .The sensing element 3 is made in the form of a spring-loaded petal with a thickness of 0.1 mm and a width of 2 mm from a precision wear-resistant alloy of grade 40 KHNM with high elastic properties. The linear working section o, of the spring lobe in contact with the measured surface over a length of 20 mm. Thermal electrodes 5 of chromel and alumel with a diameter of 0.15 mm are attached to the side edge of the middle of the rectilinear section of the spring petal in contact with the measured surface, which are placed at a distance of 8-10 mm to eliminate heat leakage from thermoelectrodes along the working surface of the petal, and then twisted in a spiral in order to maintain long-term operation of the device with frequent temperature measurements and reduce the heat sink through thermoelectrodes.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

К нагретому телу (не показано) прикладывают устройство, которое защитным 4 контактирует с измер емой поверхностью. При этом чувствительный элемент 3, обладающий пружин щими свойствами., плотно прилегает по длине 100-200 диаметров термо . электродов 5 к поверхности тела, температуру которого измер ют. Размер пр молинейного рабочего участка а -чувствительного элемента определ ют экспериментальным путем.A device is applied to the heated body (not shown) which, by means of the protective 4, is in contact with the measured surface. At the same time, the sensitive element 3, having spring properties, fits tightly along the length of 100-200 diameters of thermo. electrodes 5 to the surface of the body, the temperature of which is measured. The size of the linear working area of the a-sensitive element is determined experimentally.

« Таким образом, размер гор чей"So the size is hot

поверхности устройства определ етс размерами нижней пр молинейной части а чувствительного элемента 3 и его пружин щими свойствами, и не зависит от размеров измер емой поверхности и усили прижати , прикладываемого к устройству.The surface of the device is determined by the dimensions of the lower linear part a of the sensitive element 3 and its spring properties, and does not depend on the size of the surface being measured and the pressing force applied to the device.

Устройство можно использовать в практике температурных измерений поверхностей нагретых тел в диапазонеThe device can be used in the practice of temperature measurements of the surfaces of heated bodies in the range

0 0-1000 С. При этом методическа ошибка измерений составл ет 1,5% во всем рабоче.м температурном диапазоне, причем ее можно исключить при градуировке устройства, тем сгмым еще0 0-1000 C. At the same time, the methodological measurement error is 1.5% in the entire working temperature range, and it can be eliminated when calibrating the device, the more

5 больше повысить его точность. Инерщсонность устройства.составл ет около 0,5 с, а врем установлени показаний (при 1% недохода стрелки электронного потенциометра типа КСП-4) не превышает 3 с.5 more to increase its accuracy. The inertia of the device is about 0.5 s, and the time taken to establish the readings (at 1% of the non-profit arrows of an electronic potentiometer of the type KSP-4) does not exceed 3 seconds.

Claims

1. Author's certificate of the USSR 513271, cl. G 01 K 7/02, 1975.

2. USSR author's certificate

1 53463, cl. G 01 K 13/08, 1937 (prototype).

W