Способ измерения нестационарного теплового потока Советский патент 1983 года по МПК G01K17/08 

f 3

1/

I

фие i

Изобретение относится к теплофизическим измерениям и может найти применение при исследованиях и управлении тепловыми процессами в металлургии, энергетике и друзгих областях народного хозяйства.

Известен способ измерения нестационарного теплового потока IJ,, заключающийся в измерении перепада температур на чувствительном элементе и коррекции полученного сигнала сигналом, пропорциональньом производной от температуры приемной поверхности чувствительного элемента, согласно выражению

t.. (}

где К - постоянный коэффициент;

tg - производная от температуры приемной поверхности чувствительного элемента. Недостаток указанного способа низкая точность измерения вследствие того, что не учитывается скорость -изменения температуры обратной стороны чувствительного элеменIra, а также из-за погрешности, возникающей при определении температуры приемной поверхности чувствительного элемента.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ определения нестационарного теплового потока С2 , заключающийся в измерении перепада температур гипертермопарой на чувствительном элементе и вычислении величины нестационарного теплового потока, измерении скорости изменения температур tg и tg на приемной и обратной поверхностях чувствительного элемента и вычислении величины нестационарного теплового потока по формУле , рсЪ

() f2)

где Д . с и

- теплопроводность, теплоемкость, плотность и толщина чувствительного элемента соответ ственно.

Недостаток известного способа заключается в низкой точности измерения величины теплового потока из-за погрешностей, возникающих при измерении температур приемной и Обратной поверхностей чувствительного элемента.

Цель изобретения - повышение точности измерения величины нестационарного теплового потока.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения

нестационарного теплового потока, заключающемуся в измерении перепада температур гипертермопарой на чувствительном элементе и вычислении величины нестационарного теплового

потока, дополнительно измеряют перепад .температур второй гипертермопарой, установленной на первой, вычисляют производную от него, а нестационарный тепловой поток определяют по формуле

v f f2 V 4

5 Де Л , р ,

с и b - теплопроводность, плотность, теплоемкость и толщина чувствительного элемента соответственно,

dt, Ato - перепад температур на первой и второй гипертермопарах соответственно ,

Aty - производная от 4t2На фиг.1 показан датчик, с помощью которого можно осуществить измерение нестационарного теплового потока согласно предлагаемому способу,- на фиг, 2 графически показан пример измерения и восстановления нестационарного теплового потока.

Датчик состоит из первой 1 и второй 2 гипертермопар, которые соединены жаростойким цементом и закреплены в держателе 3. Выводы гипертермопар подключены к измерительным |приборнм (не показаны).

Измерение выполняется следующим

О образом.

Тепловой поток действует со стороны гипертермопары 1, проходит через нее и гипертермопару 2. Сигналы с гипертермопар регистрируются

5 измерительными приборами. Кривые 4 и 5 (фиг. 2) показывают изменения в зависимости от времени сигналов гипертермопар 1 и 2, соответственно. Для сигнала гипертермопары

0 2 определяют производную, которая изменяется по кривой б. Обработав полученные сигналы, по формуле (3) определяют нестационарный тепловой поток. Графически действительное

С значение нестационарного теплового потока показано с помощью кривой 7.

Наличие в предлагаемом способе новых операций и расчетной формулы (более точной) позволяет в 5-6 раз

.. уменьшить динамическую погрешность измерения и соответственно повысить точность измерения величины нестационарного теплового потока.

BpSMti Т

фил 2

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНОГО ТЕПЛОВОГО ПОТОКА, заключающийся в измерении перепада температур гипертермопарой на чувствительном элементе и вычислении величины нестационарного теплового потока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, дополните.льно измеряют перепад температур второй гипертермопарой, установленной за первой, вычисляют производную от него, а нестационарный тепловой поток определяют по формуле t . где Л , р , с и Ъ - теплопроводность, плотность, теплоемкость и толщина чувсте вительного элемента t соответственно ut jAt-- перепад температур на первой и второй гипертермопарах соответственно, At - производная от uts