SU909607A1 - Способ измерени вакуума - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к контрольно-изкюрительной технике и может быть использовано дл  измерени  низких давлений газовой среды в объектах , где температура существенно отличаетс  от комнатной или переменна.

Известен способ измерени  вакуума Пирани, котор 1й использует зависимость температуры нагреваемого током резистивного термочувствительного элемента от интенсивности рассеивани  тепла последним в газовую среду.. Интенсивность рассеивани  тепла определ етс  давлением и температурой исследуемой среды Ш.

Наиболее близким  вл етс  способ измерени  вакуума, основанный на перегреве электрическим током термочувствительного резистора термоэлектрического датчика относительно газовой среды и измерении пронормированного времени охлаждени  термочувствительного резистора после выключени  перегревающего тока 2.

Недостатком известного способа  вл етс  низка  точность измерени , св занна  с тем, что на начгшьном участке охлаждени ,скорость процесса определ етс .переходными характеристиками .

Цель изобретени  - увеличение точности измерений за счет исключени  вли ни  начального нерегул рного процесса охлаждени  термоэлектрода.

Указанна  цель достигаетс  тем, что Предварительно определ ют начальный отрезок времени процесса неустановившегос  теплообмена с газом, а отсчет времени охлаждени  начинают

to спуст  указанный отрезок времени.

Термоэлектрод представл ет собой, например, тонкую проволоку диаметром 0,01-0,05 мм или спираль, размещенную непосредственно в измер емом

15 объеме или корпусе датчика, соединенном с исследуемым объемом. Нагрев осуществл етс , например, пропусканием тока от стандартной зар дной линии, формирующей П-образный им20 пульс.

На начальном (нерегул рном) отрезке времени охлаждени  термоэлектрода зависимость его температуры

25 от времени определ етс  выражением (дл  случа , когда термозлектрои представл ет собой металлическую проволоку)

-5Ак 51и(1С )ехр(,г), 1

30

где t - разность температур между тюверхностью термоэлектрода и виегиней стенкой (распределением температуры по сечению термоэлектрода пренебрегаем ) ; К 1,2,3...; АК.- константа , определ ема  начальным распределением температуры по длине «термоэлектрода; f и Т - соответственно текуща  длина, отсчитываема  от одного из концов термоэлектрода длиной L и врем ; Чк - функци  теплоотдачи с боковой поверхности термоэлектрода; к - сложна  функци  температуропроводности термоэлектрода, теплоотдачи с боковой поверхности и тепловых сопротивлений его концов. Только в регул рном режиме охлаждени , на который процесс охлаждени  выходит с течением времени, всеми членами в выражении () можно пренебречь и температура описываетс  простым соотношением имеющим {дл  случа  жестко термостатированных торцов) вид

-AK%S1(Tcf).g. -|УГ(2)

где а и С - соответственно температуропроводность и объемна  теплоемкость проволочного электрода;R - радиус; L - длина; Сд и С - параметры , характеризук  ие теплоотдачу за счет теплопроводности и излучени  с боковой поверхности.

Переписав выражение в квадратных скобках с учетЬм С jt с Р (Р - давление ) д- .

- v mtcp

получаем, что (вpeм i за которое проволочный электрод охлсшсдаетс  в t раз) есть линейна  функци  давлени . Это дает возможность при реализации способа измер ть врем  за которое в регул рном режиме электрод охлаждаетс  в число раз, кратное , и определ ть давление по предварительно полученной линейной характеристике l/T f(Р). Длительность нерегул рного начального участка,начина  с которого следует проводить отсчет времени охлаждени  в t раз, легко определить предварительно по отклонению зависимости f (Т) от пр мой.

Экспериментальные измерени  показывают , что за врем  начального нерегул рного участка проволочный термоэлектрод диаметром 0,05 мм охлаждаетс  примерно в С раз. Использование этого участка дл  вычислени  разр жени  приводит к ошибке более 10%.

Из формулы (2) следует, что врем , за которое температура мен етс  Q В заданное количество раз, не зависит от абсолютной величины электросопротивлени  термоэлектрода и погрешности , св занные с вли нием отжига , воздействи  агрессивных оста , точных газов, ионизирующего излучени , и т.д., исключены.

Стационарные (посто нные) в течение времени измерени , составл к цего, например, несколько секунд, искажени  температуры по длине термоэлектрода также принципиально не вли ют на измерени .

Эти особенности позвол ют прово дить измерени , в частности при высоких температурах и в агрессивных 5 остаточных газах и существенно уве личить ресурс датчика, точность измерений и их скорость.

Claims (2)

1.Патент США 3580081, НК 73-399, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР 0 №641288, кл. G 01 Ь 21/12, 1977

(прототип).