Устройство для определения и визуализации температурных полей Российский патент 2021 года по МПК G01K11/12 G01K11/16 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности может быть использовано для определения и визуализации температурных полей плоских поверхностей.

Прототипом изобретения является конструкция устройства, описанная в [1]. Устройство содержит основание, выполненное из высокотеплопроводного материала в виде рамки, на внутренней торцевой поверхности которой закреплена жидкокристаллическая пленка. На внешней торцевой поверхности рамки по ее периметру с хорошим тепловым контактом рабочей поверхностью установлены термоэлектрические модули (ТЭМ), опорной поверхностью сопряженные с радиаторами, питаемые электрической энергией от источника постоянного тока.

Недостатком устройства является сложность обеспечения плотного контакта жидкокристаллической пленки с поверхностью из-за ее неидеальной плоскостности, наличия шероховатостей, и соответственно, невысокая точность определения и визуализации ее температурного поля.

Целью изобретения является повышение точности определения и визуализации температурного поля плоской поверхности за счет обеспечения более плотного контакта жидкокристаллической пленки с данной поверхностью.

Цель достигается тем, что жидкокристаллическая пленка закреплена на рамке с помощью крепежных приспособлений, имеющих возможность перемещаться в вертикальном направлении при оказании на них механического давления, таким образом, чтобы она выступала за верх рамки в направлении к поверхности, температурное поле которой подлежит определению и визуализации. При этом радиаторы образуют единую радиаторную систему, представляющую собой замкнутую поверхность из высокотеплопроводного материала, повторяющую контур рамки, со стороны, противоположной размещению термоэлектрических модулей, имеющую оребрение.

Конструкция устройства приведена на фиг. 1. Прибор состоит из основания, выполненного из высокотеплопроводного материала (например, меди) в виде рамки 1, на внутренней торцевой поверхности которой закреплена жидкокристаллическая пленка 2. Жидкокристаллическая пленка 2 закреплена на рамке 1 с помощью крепежных приспособлений 3, имеющих возможность перемещаться в вертикальном направлении при оказании на них механического давления (например, за счет шарнирного механизма), таким образом, чтобы она выступала за верх рамки в направлении к поверхности, температурное поле которой подлежит определению и визуализации. На внешней торцевой поверхности рамки 1 по ее периметру с хорошим тепловым контактом рабочей поверхностью установлены ТЭМ 4, опорной поверхностью сопряженные с радиаторами, питаемые электрической энергией от источника постоянного тока (на фиг. 1 не показан). Радиаторы образуют единую радиаторную систему 5, представляющую собой замкнутую поверхность из высокотеплопроводного материала, повторяющую контур рамки 1, со стороны, противоположной размещению ТЭМ 4, имеющую оребрение.

Устройство работает следующим образом. С помощью ТЭМ 4, находящихся в контакте с рамкой 1, температура жидкокристаллической пленки 2 стабилизируется на определенной температуре так, чтобы вся ее поверхность имела одинаковый цвет. Затем жидкокристаллическая пленка 2 приводится в тепловой контакт с поверхностью, температура которой подлежит определению и визуализации. За счет неравномерности температуры поверхности жидкокристаллическая пленка 2 изменит цвет, причем цветовая картина будет соответствовать температурному полю поверхности. Значения температуры в каждой точке поверхности могут быть определены по градуировочным цветовым шкалам. Наличие крепежного приспособления 3, имеющего возможность перемещения в вертикальном направлении, сопровождаемого перемещением в том же направлении жидкокристаллической пленки 2, позволяет определять и визуализировать температурные поля как ровных, так и вогнутых и выпуклых поверхностей. Радиаторная система 5 предназначена для отвода теплоты и стабилизации температуры опорной поверхности ТЭМ 4.

Литература

1. Исмаилов Т.А. Термоэлектрические полупроводниковые устройства и интенсификаторы теплопередачи. СПб.: Политехника. - 2005. - 533 с., С. 457-459.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности может быть использовано для определения и визуализации температурных полей плоских поверхностей. Устройство состоит из основания, выполненного из высокотеплопроводного материала (например, меди) в виде рамки, на внутренней торцевой поверхности которой закреплена жидкокристаллическая пленка. Жидкокристаллическая пленка закреплена на рамке с помощью крепежных приспособлений, имеющих возможность перемещаться в вертикальном направлении при оказании на них механического давления, таким образом, чтобы она выступала за верх рамки в направлении к поверхности, температурное поле которой подлежит определению и визуализации. На внешней торцевой поверхности рамки по ее периметру с хорошим тепловым контактом рабочей поверхностью установлены термоэлектрические модули, опорной поверхностью сопряженные с радиаторами, питаемые электрической энергией от источника постоянного тока. Радиаторы образуют единую радиаторную систему, представляющую собой замкнутую поверхность из высокотеплопроводного материала, повторяющую контур рамки, со стороны, противоположной размещению термоэлектрических модулей, имеющую оребрение. Технический результат - повышение точности определения и визуализации температурного поля плоской поверхности за счет обеспечения более плотного контакта жидкокристаллической пленки с данной поверхностью. 1 ил.

Устройство для определения и визуализации температурных полей, содержащее основание, выполненное из высокотеплопроводного материала в виде рамки, на внутренней торцевой поверхности которой закреплена жидкокристаллическая пленка, а на внешней торцевой поверхности рамки по ее периметру с хорошим тепловым контактом рабочей поверхностью установлены термоэлектрические модули, опорной поверхностью сопряженные с радиаторами, питаемые электрической энергией от источника постоянного тока, отличающееся тем, что жидкокристаллическая пленка закреплена на рамке с помощью крепежных приспособлений, имеющих возможность перемещаться в вертикальном направлении при оказании на них механического давления, таким образом, чтобы она выступала за верх рамки в направлении к поверхности, температурное поле которой подлежит определению и визуализации, а радиаторы образуют единую радиаторную систему, представляющую собой замкнутую поверхность из высокотеплопроводного материала, повторяющую контур рамки, со стороны, противоположной размещению термоэлектрических модулей, имеющую оребрение.