Термостат для градуировки и поверки поверхностных измерительных преобразователей температуры Советский патент 1983 года по МПК G05D23/30 

Изобретение относится к приборостроительной технику, а более конKpelHO к термостатирующим устройствам, Известны термостаты для градуиро ки и поверки поверхностных датчиков температуры, в которых.теипература образцовой поверхностипринимается равной температуре пара при кипении воды (100 С) , нафталина (215° С) и серы (444,6° С) Cl Однако тшательное измерение температуры пара с учетом атмосферного давления не устраняет значительной методической погрешности, источниками которой являются градиенты температуры в слое конденсата на внутренней поверхности и в пристеночном слое воздуха, который всегда образуется при конденсации пара, смешанного с воздухом. Кроме того, образцовая поверхность паровых термостатов имеет радиальный градиент температуры за счет нескомпенсирова ных теплопотерь торцовой поверхностью крышки Указанные термостаты пр.едназначе ны для градуировки поверхностных датчиков температуры в диапазоне температуры 100 - 444 С. Однако для поверки этих термопреобразователей в основной реперной точке. Международной температурной шкалы специального поверхностного / термостата не имеется. В свЯзйс этим трудно осуществить точныйконт роль и .учет погрешности измерения поверхностных датчиков температуры в. интервале температур О - 100° С. Отсутствие требуемого поверхност ного термостата объясняемся трудностью обеспечения термодинамическо го равновесия между температурной образцовой поверхности и температур i рой теплоносителя (воды) в точке О С, так как О °С - это температур его замерзания, при которой сводитс к нулю конвективный теплообмен. В результате этого неизбежно возникае локальное искажение температуры образцовой поверхности в зоне новки пойеряемого датчика, т.е. мет дическая погрешность измерения. Наиболее близким к предлагаемому является термостат, состоящий из сосуда с крышкой, внутренняя полост которого заполнена теплоносителем и соединена с пароотводным патрубком и уровнемером, а также электрическо нагревателя, расположённого в нижне части сосуда. Этот термостат также предназначен для воспроизведения и ноддержания температуры образцовой поверхности в точке кипения воды или другой жидкостц, С23. Однако для создания температуры образцовой поверхности О С он не пригоден. Цель изобретения - расширение области применения путем обеспечения стабильности и точности воспроизводения температуры образцовой поверхности термосхата в точке 4 ° С и использование этой температуры в качестве дополнительной реперной температурной точки, расположенной близко к общепринятой точке . Поставленная цель достига:ется тем, что в термостате термобатарея установлена в верхней части сосуда с двойными стен,ками, полость между которыми заполнена дистиллированной водой. Ча чертеже показана конструкция предлагаемого термостата. ; Термостат состоит из теплоизоляционного корпуса 1, в котором расположен сосуд 2 с двойньп т стенками, осевое сечение которого выполнено в виде трапеции, внутренние стенки которого образуют камеру 3 с этадоннбй поверхностью 4 на которую помещают поверхностные измерительные пре-; го -равновесия между температурой рбразователи,причем эталонная поверхность 4 изготовлена из материала вы- . сокой теплопроводности., а конические стенки 5 - из материала низкой теплопроводности.. Сосуд 2 заполняется дистиллированной водой 6 до полного погружения в воду радиаторов хоЛодных спаев 7 полупроводниковой термобатереи, посредством котррой осуществляется охлаждение воды. Отвод .тепла от коммутационных пластин горячих спаев 8 термобатереи.производится с помощью кольцевого радхиатора 9, изготовленного из материала высокой теплопроводности, охлаждение воды в термостате может осуществляться любым другим -способом, например, с помощью холодильного агрегата с трубчатым кольцевымиспарителем. Принцип работы и точное воспроизведение реперной точки 4 С термо- . стата основано на использовании физического явления, заключающегося . в особенности теплового расишрения воды. Известно, что. .чистая дистиллиров анная вода расширяется только . при нагревании выше 4 С. При нагреванк.и от нуля, до-4 С объем, воды не увеличивается, а, наоборот, уменьшается. Другими словами, при 4° С вода имеет на.ибольш5ю плотность. Охлажденные до 4 °с слои воды опусксиотся вниз и занимают самое нижнее положение, вытесняя более нагретые, или более холодные слои. В предлагаемом термостате слои воды, охлажденные до 4 ° С любым . способом, опускёцотся на дно сосуда 2. Высота столОа воды над уровнем эталонной поверхности 4 должна быть такой, чтобы последняя была погружена в слои вода с наибольшей полностью.

т.е. с температурной 4 С, что может быть проверно путем погружения рабочей части ртутного термометра на. соответствующую глубину или любым другим способом. После нагрева выше 4 С за счет теплообмена поверхности 4 с поверяемым преобразователем или окружающим воздухом менее плотные слои воды поднимаются вверх вдоль стенок сосудй к холодным спаям полупроводниковой термобатереи, охлажда.ются до 4 С и опять опускаются в ; нижнее положение.,..

/. Таким образом, за счет- естественно

-конвективного теплообмена эталонная поверхность термостата непрерывно

поддерживается в термодинамичес1юя равновесии с водой при температуре 4 с. За счет этого, а также самой ; большой средидругих жидкостей теплоемкости ;воды и высокой теплопроводности, поверхности 4 быстро устраняются локальные искажения температуры образцовой поверхности в зоне установки поверяемого преобразователя. Благодаря тому, чтчэ эталонная поверхность термостата по всему периметру окружена стенка(Ми, имекнцими так5то же температуру (4 С) устраняется радиальный градиент температуры образцовой поверхности и связанная с.ним методическая погрешность градуировки или поверки.

ТЕРМОСТАТ ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ И ПОВЕРКИ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий расположенный в теплоизоляционном корпусе сосуда с двойными стенками, осевое сечение которого , выполнено в виде трапеции, внутренние стенки образуют камеру с эталон: ной поверхностью и термобатарею,, о тличающийся тем, что, с целью расширения области его приЧменения, в нем термобатарея устамювлена в верхней части сосуда с двойными стенками, полость между которыми заполнена дистилированной водой. (Л О)