МАТЕРИАЛ ДЛЯ КАЛИБРОВКИ ТЕРМОПАР Российский патент 2009 года по МПК G12B13/00 G01K15/00 

Изобретение относится к материалам, применяемым для калибровки термопар, и может быть использовано для измерения температуры.

Известны материалы для калибровки термопар - реперные вещества (Введение в термографию. Второе дополненное издание. Берг Л.Г. Изд-во «Наука», 1969 г., с.90). Реперными веществами являются плавящиеся вещества: лед, вода и металлы: олово, цинк и другие высокоплавкие металлы. Плавящиеся вещества удобны тем, что при плавлении нет изменения массы и возможно длительное поддержание температуры плавления.

Недостатком аналога является отсутствие реперных плавящихся веществ для температуры 100°С.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является материал - вода, которая кипит при температуре 100°С (Справочника физика для инженеров и студентов вузов. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. Издательство «Наука», с.134).

Недостатком указанного материала является изменение массы воды в процессе кипения, и вследствие этого кратковременность поддержания температуры 100°С. Кроме того, из-за перегрева процесс кипения не стабилен. Эти недостатки устраняются использованием дорогостоящего прибора парового термостата ТП-2, компании ВНИР.

Техническим результатом изобретения является получение материала для калибровки термопар, обеспечивающего длительного поддержание температуры 100±0,1°С в отсутствие перегревов.

Технический результат достигается тем, что для калибровки термопар, в качестве реперного вещества используют воду, которая содержит водопоглощающий полимерполиакриловую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:

полиакриловая кислота 0,5-20 вода остальное

Экспериментально установлено, что использование воды, содержащей полиакриловую кислоту, позволяет обеспечить стабильность поддержания температуры 100±0,1°С.

Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, позволяет достичь желаемого технического результата.

Ниже представлены физико-химические характеристики исходных компонентов материала для калибровки термопар.

1. Вода дистиллированная, ph=7, химическая формула Н₂О.

2. Полиакриловая кислота, химическая формула -CH₂CR(COOH-)_n, где R=H, белые кристаллы без запаха, сохраняет твердость и хрупкость до температуры 230-240°С, хорошо растворима в воде

На чертеж изображен стенд для калибровки термопар, собранный из доступных не дорогостоящих элементов. Материал для калибровки термопар 1 помещают на 2/3 в стеклянный термостойкий стакан 2 объемом 150 мл. Температуру контролируют термометром 3 с ценой деления 0,1°С. В материал погружают калибруемую термопару 4. Стакан 2 помещен на электропечь 5. Запись сигналов термопары записывается на двухкоординатном регистраторе малых сигналов постоянного тока 6, приборе марки Н-307. Во время измерения происходит перемешивание материала для калибровки стеклянной мешалкой 7.

Калибровка производится следующим образом. Стакан 2 на 2/3 заполняют материалом для калибровки термопар 1 и ставят на электропечь. После включения печи 5 в стакан 2 помещают термометр 3 и термопару 4. Калибровка заключается в сопоставлении показаний термометра 3 и термоЭДС термопары 4, записанной на двухкоординатном регистраторе малых сигналов постоянного тока, приборе 6 марки Н-307. При измерениях материал помешивают мешалкой 7. Установленного времени поддержания температуры 20-60 мин достаточно для осуществления калибровки.

Материал для калибровки термопар готовят следующим образом.

Пример 1 осуществления

Для приготовления материала массой 100 мл на технических весах взвешивают 0,5 г полиакриловой кислоты, помещают в стеклянный термостойкий стакан и заливают 99,5 г воды. В результате перемешивания образуется смесь, пригодная в качестве материала для калибровки термопар.

Пример 2 осуществления

Для приготовления материала массой 100 мл на технических весах взвешивают 1 г полиакриловой кислоты, помещают в стеклянный термостойкий стакан и заливают 99 г воды. В результате перемешивания образуется смесь, пригодная в качестве материал для калибровки термопар.

Пример 3 осуществления

Для приготовления материала массой 100 мл на технических весах взвешивают 20 г полиакриловой кислоты, помещают в стеклянный термостойкий стакан и заливают 80 г воды. В результате перемешивания образуется смесь, пригодная в качестве материала для калибровки термопар. Результаты испытания приведены в таблице.

Помещенный в таблице образец 2 являются оптимальными: количество воды и полиакриловой кислоты оптимальное. В образце 1 самое большое количество воды, однако время поддержания температуры в образце меньше, чем образце 2. Меньшее количество по сравнению с оптимальным приводит к тому, что начинается кипение воды и нестабильность температуры. В образце 3 наибольшее количество полиакриловой кислоты, однако большое количество полиакриловой кислоты приводит к быстрому перегреву.

Таблица №
пп/п Состав в мас.% Время, часы и минуты поддержания температуры 100±0,1°С 1 0,5 99,5 30 мин 2 1 99 1 ч 3 20 80 20 мин

Изобретение относится к области тепловых измерений и предназначено для контроля характеристик термопар. Изобретение направлено на получение материала для калибровки термопар, который обеспечивает длительное поддержание температуры 100±0,1°С в отсутствие перегревов. Этот результат обеспечивается за счет того, что материал для калибровки термопар, включающий в качестве реперного вещества воду, согласно изобретению содержит водопоглощающий полимер - полиакриловую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиакриловая кислота 0,5-20, вода остальное. 1 ил.

Материал для калибровки термопар, включающий в качестве реперного вещества воду, отличающийся тем, что вода содержит водопоглощающий полимер полиакриловую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиакриловая кислота 0,5-20, вода - остальное.