Сигнализатор температуры Советский патент 1983 года по МПК G01K11/18 

Изобретение огносигсп к геппотехничр ким измерениям и можег быть использовано, в часгносги дпя контроля теплового режима воздушных и жидкостных сисг тем охлаждения блоков рациоэлекгронной аппаратуры. Известен сигнализатор температуры, содержащий теплопроводное основание,. имегацее несколько углублений, заполнен ных смесью предельных алифатических соединений, и индикатор tIj . При достижении контролируемой температуры для заданного значения смесь предельных алифатических соединений расплавляется и взаимодействует с реагентами индикатора, вызывая изменение его окраски. Однако этакой сигнализатор вследсгрие необратимости проходящих в нем про цессов предназначен только для,разового использования. Наиболее бтизким по технической сущности к предлагаемому является сигнализатор температуры, содержащий бал, лон с жидкостным термочувствительным элементом, источник света, фотоприемник и регистриругацую аппаратуру 2 Недостатками такого сигнализатора являются большие габариты и вес, обусловленные используемой механической системой регистрации, сложность при- бора и необходимость тщателы ой его настройки и значительная погрешность изм рения. Цель изо етения - повышение точности измерений и упрощение к:онструкции устройства. Поставленная Цель достигается тем, что в сигнализаторе, содержащем баллон с жидкостным термочувствительным элементом, источник света, фотоприемник и .регистрирующую аппаратуру, в торце баллона с жидкостным термочувствительным элементом установлен светопоглогитепь, а термочувствительный элемент выполнен в виде смеси жидкостей, темпе ратура расслоения или гомогенизации которой совпадает с температурой сигнализации. При этом источник света и фотоприем ник соединены с полостью баллона оптческим кабелем с раздельными кана-. лами освещения и регисграшга. На фиг. 1 приведен сигнализатор, общий вид; на фиг. 2 . показан гомрге ный расгвор жидкостей в баллоне при повышении температуры вьпие точки рас слоения; jtta фиг. 3 - конструкияя сигнализатора с применением оптического кабеля; на фиг. 4 - пример температурной зависимости точки расслоения смеси в зависимости от концен1раш1и одного жидкого компонента в другом.) Устройство представляет собой единую/ конструкцию, софанную в корпусе 1 который при помощи фланца 2 крепится к объекту измерения. На фланце 2 установлен баллон 3, внутри которого в торцовой части жестко закреплен светопоглотитель 4, а внутренная полость заполнена смесью двух термочувствительных жидкостей, 5 и 6.. JBo фланцевой части баллона 3 установлена прозрачная защитная перегородка. 7, за которой размещен источник 8 света (светодиод) и фотоприемник 9, закрепленные на герметизирующей пробке 10. Контакты источника 8 света и фотоприемника 9 выведены во внутреннюю полость корпуса 1, где источник 8 света (светодиод) подключен к цепи питания, а фотоприемник 9 на вход регистрирующей аппаратуры, в состав которой входят компаратор 11 и усилитель 12 мощности, выход v которого выведен на разъем 13 питания. Установка баллона 3 со смесью тер мочуъствительных жидкостей 5 и 6 воэ- :моЛна отдельно от кйртуса прибора, в л :область, где проводится измере:гае. В этом случае баллон 3 связан со светоДйоцдм 8 и фотоприемником 9, гибким световолокЪнным кабелем 14, имеюшим защитную оболочку 15, центральную световолокнистую жилу 16, выведенную на источник 8 и световолоконные жилы 17, выведенные на фотоприемник 9. Устройство работает следующимофазом. в зависимости от температуры и концентрации компонентов, смесь жидкостей В баллоне 3 находится в одном иа двух возможных состояний (фиг. 2). В области 18 существует гомогенная смесь,при которой расгвор представляет собой единую жидкость, а в области 19 дри низкой температуре раствор существует в виде отдельных слоев, при атом существует граница 20 раздела, сутражаю1цая сжет к фогоприемнику 9. При низкой температуре и включенном пптании луч 8 света от светодиода 8 проходег сквозь слой жцдкости 6, где частично отражается or границы 2О раздела (луч 8 ), и частично проходит.сквоаь границу раздела (луч 8). Луч 8 проходит сквозь слой ящокосги 5 и полно- стью поглощается пототителем 4. Отраженный луч 8 пшадает на фотоприемНИК 9, каторый; под действием света выдает на компаратор 11 электрический сиг нал. Кокшаратор срабатывает и включает выходной каскад 12, который подает сигнал высокого потенпнапа на разъем 13 питания н автоматики (сигнал Темпера тура в норме, т.е. ниже ). При превышении температуре в баллоне 3 жидкости 5 в 6 переходят в область 18 и растворяются друг в друге, офазуя гомогенную (однородцук 5 3месь - граница 20 раздела исчезает. Луч света 8 проходит iбаллон насквозь (без отражений) и поглощается .поглотителем 4. Так как отракенный луч 8 при этом гаснет (жзчезает), ;то потенциал на выходе фотоприемника 9 резко падает, компаратор 11 возвршцает ся в исходное состояние и выключает .выходной каскад 12, который снимает напряжение с разъема 13 автоматики |(т.е. пропадает сигнал Температура в норме, что равносильно сигналу Два- рия). В качеспае термочувствительных жидкостей можно применять растворы, образуюшиё прн превышении критической температуры гомогенный раствор (расрворы с верхнейкритической точкой), либо растворы, образующие гомогенный раствор при уменьшении температуряи (растворы с нижней 1фитической точкой). Примером первых является, например, смесь из 5О% ацетона и 50% Н-гепта на с критической точкой 2SPc и смесь из 43% анилина и 57% гептана с критической точкой ,,. . Примером втсфых явпяетс:я смесь SO% воды н 50% моноамипового эфира двэти.йенгпиколя с критической/точкой +36,1 G i Выбранйая йара жидкостей должна иметь такунэобпекугь расслоения, которая обешечйваёт сигнализацию заданной темлературы (путем изменения соотношения компонентов, фиг. 2). 10 9 Для обеспечения четкой работы компоненты раствора дотокны иметь .разные козф фишгенты преломления (при этом разность коэффициентов преломления дпжщхкостей должна быть не менее О,О5). Например, Ih гептана 1,36, а анилина 1, « « О,4. С целью-обеспечения хороших узловий отражения Целесоофазно длину волны излучения Л (свет светодиода) выбирать как можно короче, напртсмер, приме-; нять не красный (), а зеленый светодиод (АЛ-1О2В), так как разность коэффициентов преломления жидкостей, как правило, больше в коротковолновой области.; Пок азатель преломления зашитной пе регоррд 7 (прозрачный полимер, либо, стекло) должен выбираться |{з услов; минимальной разницы коэффициента пре- . ломления со слоем жидкости-5, гранича щим с ним. Точность регистрации температуры, в предлагаемом устройстве опредёлнет ся текшературным интервалом пережода (от гомогенной к двухсяойной, либо о ДВ35СОЛОЙНОЙ к гомогенной структзфе раствора жвдкостей). Для я«идк6стей далеких от температуры кристаллизации это г ереход происходит в интервале 0 10|15 С. Эта величина н определяет ооновную (инструментальную) лргршшосп сигнализатора температуры, в то же время резкий характер пере1хода1 (прозвадание либо появление границы раааёда) (шределяет релейный хараварер его работы. . По сравнению с прототипом предлагав мое -усгройство значительно прОше в о6еспечи ваег высокую точности контроля ;темпёратуры.

1. СИГНАЛИЗАТОР ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий баллон с жид кос т-ным гермочувсгвительным элеменгом, источник свега, фогоприемник и регистрирующую аппаратуру, отличаюшийс я тем, что, с целью повышения точности измерений и уярощения устройс тва, в торце баллона установлен светопбглотитель, а термочувствительный элемент выполнен в виде смесн жидкостей, температура расслоения или 1ч могенизацни которой совпадает с температурой сигнализации.. 2. Сигнализатор по п. 1, отличающий с я тем, что источник света и фотоприемник соецинены с полостью баллона оптическим кабелем с раздельными; каналами освещения и регистрацйн. (П

ЯШ1

(pite.Z

Г

70

65

ВО

55

50

го

ff-O 60

fpus.it

fS

18 19 / /

во fOO/o