ДВУХСПАЙНЫЙ ТЕРМОПРИЕМНИК Российский патент 1997 года по МПК G01K13/02 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения нестационарной температуры движущихся газовых и жидких сред методом двух термоприемников.

Известно следующее устройство для измерения температуры методом двух термоприемников термоприемник с цилиндрическими по форме чувствительными элементами; температура измеряемой среды определяется по формуле

где здесь t1 и t2 показания температур толстого и тонкого спаев термоприемника; d1 и d2 диаметры толстого и тонкого спаев; n показатель степени при числе Re в критериальном уравнении; dt1/dtau и dt2/dtau скорости изменения температуры толстого и тонкого спаев термоприемника [3]
Известно также другое устройство для измерения температуры методом двух термоприемников -термоприемник с продольно обтекаемыми пластинчатыми чувствительными элементами; температура измеряемой среды определяется по формуле

где h1, h2 толщины толстого и тонкого спаев термоприемника [1]
Недостатком первого устройства измерения температуры среды является непостоянство показателя степени n, которое зависит от числа Re [2] что приводит к необходимости дополнительного определения скорости газовой среды. Недостатком второго устройства измерения температуры среды является недостаточная точность ее определения по формуле (2) из-за неучета теплообмена через передние и задние поверхности к потоку пластины.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство, позволяющее определить температуру измеряемой среды вторым приведенным выше устройством, спаи которого выполнены в форме тонких пластин из одних и тех же электродов. Различная теплоемкость пластинок достигается благодаря их различной толщине h1 и h2. Пластинки устанавливаются параллельно на небольшом расстоянии друг от друга вдоль потока.

При таком расположении пластин коэффициенты теплоотдачи между пластинами и потоком будут одинаковы; при этом пластины должны иметь одинаковую ширину.

Недостатком ближайшего аналога является то, что не учитывается теплообмен с потоком через передние и задние поверхности пластины.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение точности измерения температуры за счет уменьшения количества тепла, проходящего через переднюю и заднюю поверхности пластинок.

Задача решается тем, что в известной двухспайной термопаре, состоящей из двух чувствительных элементов, представляющих собой две параллельные пластины, расположенные вдоль потока измеряемой среды, в отличие от ближайшего аналога, передние и задние поверхности пластин покрыты теплоизоляционным материалом, например термостойким лаком.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Двухспайный термоприемник содержит цилиндрические термоэлектроды, которые сплющены в виде пластин у спаев. При рассмотрении последовательно от спая термоэлектроды состоят из пластинчатой и цилиндрической частей, которые не теплоизолированы от потока, и теплоизолированной цилиндрической части. Передние и задние по отношению к потоку поверхности покрыты теплоизоляционным материалом.

Теплообмен чувствительного элемента происходит в основном через боковые поверхности. Теплообменом через передние и задние поверхности пренебрегаем, так как они покрыты теплоизоляционным материалом и интенсивность теплообмена со спаями очень малая вследствии низкой теплопроводности. Поэтому результат расчета температуры среды по формуле (2) имеет более высокую точность.

Технико-экономическая эффективность устройства заключается в том, что оно позволяет точнее рассчитывать температуру газового потока методом двух термоприемников.

Источники информации:
1. Теория и техника теплофизического эксперимента: Учеб. пособие для вузов/ Ю. Ф. Гортышов, Ф.Н.Дресвянников, Н.С.Идиатуллин и др. Под ред. В.К. Щукина. -М. Энергоатомиздат, 1985. 360 с. ил.

2. теплотехника: Учеб. для вузов /А.П.Баскаков, Б.В.Берг, О.К.Витт и др. 2-е изд. перераб. -М. Энергоатомиздат, 1991. 224 с. ил.

3. Ярышев Н. А. Теоретические основы измерения нестационарной температуры. 2-е изд. перераб. Л. Энергоатомиздат, 1990. 256 с. ил.

Использование: для измерения нестационарной температуры движущихся газовых и жидких сред. Сущность изобретения: устройство для измерения температуры движущихся газовых и жидких сред содержит две термопары. Спаи термопар выполнены в виде пластин с различной толщиной. Пластины размещены параллельно относительно друг друга и вдоль потока измеряемой среды. Торцевые поверхности пластин, передние и задние по отношению к измеряемому потоку, выполнены с покрытием из теплоизоляционного материала. 1 ил.

Устройство для измерения температуры движущихся газовых и жидких сред, содержащее две термопары, спаи которых выполнены в виде пластин с различной толщиной, размещенных параллельно относительно одна другой с расположением вдоль потока измеряемой среды, отличающееся тем, что торцевые поверхности пластин, передние и задние по отношению к измеряемому потоку, выполнены с покрытием из теплоизоляционного материала.