Устройство для измерения температуры Советский патент 1983 года по МПК G01K5/32 

00 со оо 4 Изобретение относится к термометрии и может найти применение в системах автоматического контроля и регулирования температурных режимов различных технологических процессов в промышленности. Известно устройство для измерени температуры, содержащее Герметизиро ванную, заполненную термометрическо жидкостью измерительную термрсистем и блок преобразования усилия в выходной сигнал С1J. Однако данное устройство не обладает требуемой точностью измерения из-за погрешности, вызванной из менением температуры окружающей ере ды. Наиболее близким по техничедкой сущности к предлагаемому является устройство для измерения температуры, содержащее герметизированные, заполненные термометрической жидкостью измерительную и компенсацион ную термосистемы с упругими чувстви тельньили .элементами и блоками форми рования рабочих давлений, а также блок преобразования усилия в выходн сигнал С 2 . . Однако и это устройство несмотря на наличие компенсационной термосистемы обладает значительной погрешностью измерения при изменении температуры окружающей среды в боль ших пределах, например, от +50°С. Цель изобретения - повыгиение точности измерения за счет устранения погрешности, обусловленной разбросом конструктивных параметров.элементов устройства. Для достижения поставленной цели в устройстве для измерения температуры, содержащем герметизированные заполненные термометрической жидкост измерительную и компенсационную термосистемы с блоками упругих чувствительных элементов и блок преобразования усилия в выходной сигнал, в компенсационную термосистему введ.ены регулировочный сильфон, снабженный узлом регулирования деформации и микродозатор, содержащий запорный клапан и блок задания давления, пр ичём микродоэатор и регулировочный сильфон соединены с полостью блока упругих чувствительных элементов компенсационной термосистемы. . На чертеже изображено устройство Устройство термобаллонИ, капилляр 2, блок 3 упругих чувствительных элементов измерительной термосистемы, рабочий сильфон 4, задающий сильфон 5, задающая пружина 6,опорный фланец 7, рама 8 термометра, шпилька 9, гайка 10, блок 11 упругих чувствительных элементов компенсационной термосистемы, рабочий и задающий сильфрны 12 и 13, задающая пружина 14, фланец 15, шпилька 16, гайка 17, регулировочный сильфон 18, соединительный канал 19, опорный фланец 20, шпилька 21, гайка 22, капилляр 23, соединяющий микродозатор с блоком 11, микродозатор 24, сильфОн 25 блока задания давления, сильфон 26 микродозатора:, запорный клапан 27 блока задания давления, регулировочный винт 28, термометрическая жидкость 29, Т-образный рычаг 30, Г-образный рычаг 31, опоры вращения 32 и 33, по11вижная опора 34, узел 35 сопло-заслонка, пневмореле 36, сильфон 37 обратной связи, винт 38 корректора нуля, измеря.емая среда 39, кран 40 блока задания давления. Устройство работает следующим образом. Термобаллон 1 помещают в измеряемую среду 39 и.при измерении ее температуры, например,, при повышении,, происходит увеличение объема термометрической жидкости. Избыточный объем жидкости по капилляру 2 переместится В полость блока 3, которая сообщается с полостью рабочего сильфона 4,. перемещение подвижного Донышка которого ограничено рычагом 30, поэтому изменение объема жидкости в блоке,3 вызывает перемещение подвижного донышка сильфона 5 и деформацию пружины 6. Рабочее усилие измерительной термосистемы через ры;Чаг 30, который поворачивается на некоторый угол относительно опоры 32, изменив зазор в узле соплозаслонка 35, при этом увеличивается выходное давление в блоке преобразования. Применив в качестве блока преобразования унифицированный преобразователь системы ГСП, имеющий пределы изменения выходного усилия О 1,0 кГс,, устройство обеспечивает измерение температуры в диапазоне от -50 до 150с, с диапазоном шкалы, равным, например, 10°С. Изменение диапазона шкалы обеспечивается перемещением опоры 34 вдоль рычага 31. При изменении температуры окружающей среды, например увеличении, задающий сильфон 5 с пружиной 6 измерительной термосистемы и задающий сильфон 13 с пружиной 14 компенсационной термосистемысжимаются, вызывая увеличение давления термометрической жидкости в обеих термосистемах, что, в свою очередь, увеличивает рабочие усилия, развиваемые сильфонами 4 и 12 на плечах рычага 30. При уменьшении окружающей температуры происходит обратный процесс: объем термометрической жидкости внутри блоков 3 и 11 уменьшается, сильфон 5 с пружиной 6 и сильфон 13 с пружиной 14 растягиваются, реакция этих сильфонов и Пружин на термометрическую жидкость уменьшается, соответственно уменьшается давление термометрической жидкости в обеих термосистемах и уменьшаются рабочие усилия, развиваемые сильфонами 4 и 12 на плечах рычага 30. Полная температурная компенсация термометра, а следовательно, и высокая точность измерений, обеспечивается равенством крутящих моментов развиваемых йа рычаге 30 рабочими сильфонами 4 и 12 измерительной И компенсационной термосистем. Это равенство должно сохраняться при любых значениях температуры окружающей среды. . . Так как конструктивные параметры измерительной и компенсационной термосистем (эффективные площади и i жесткости рабочих и задающих сильфонов, жесткости пружин, объемы термометрической жидкости и плечи и е) практически никогда не бывают одинаковыми, (по ГОСТ 21482-76 эффективные площади сильфонов одного типоразмера могут отличаться на +5%, а жесткости сильфонов - на +25-г+40%) то необходима такая настройка термометра, которая при любых значениях указанных параметров обеспечивает .его точную и стабильную работу.Требуемую настройку обеспечивают специальные конструктивные элементы термометра. Настройка производится следующим образом. Определяют величину и знак погрешности термометра при изменении температуры окружающего воздуха от 1+20 до и до . Если погрешность термометра превышает допустимый предел, а знак погрешности плюс (т.е. при повышении температуры т ыходной сигнал увеличивается), то это означает, что крутящий момент, развиваемый давлением термометрической Жидкости измерите.льнрй термосистемы, на одном плече рычага 30 больше крутящего момента, развиваемого давлением термометрической жидкости компенсационной термосистемы на другом плече. Следовательно, необходимо увеличить давление, развивающееся в компенсационной TepMO системе при повышении температуры . окружающего воздуха, т.е. необходимо увеличить объем термометрической жидкости в рабочей части, компенсационной термосистемы. Для этого фиксируют значение выходного сигнала. Во внутреннюю, полость сильфона 2Ь мик родозатора 24 от любого источника давления подают давление сжатого газа РЗСЯА Открывают запорный клапан 27 и, изменяя давление в-сильфоне 25, устанавливают в компенсационной термосистеме давление термометрической жидкости, при котором выходной сигнал термометра превышает зафиксированное перед регулированием значение на величину установленной погрешности. Перекрывают кран и при-установившемся давлении РЗЯА сильфоне 25 вращением гаек 22 перемещают опорный фланец.20 сильфона 18 вниз. При этом увеличится объем сильфона 18 и термометрическая жидкость из полос ти микродозатор 24 перетекает в полость сильфона 18. Перемещение фланца 20 вниз прекращают при достижении выходным сигналов термометра начального (зафиксированного) значения. Закрывают клапан 27 микродозатора (вращением винта 28). Повторно проверяют погрешность термометра от изменения окружающей температуры и, при необходимости, повторяют приведенные операции по коррекции этой погрешности до допустимого предела. Если знак погрешности минус , то объем жидкости в сильфоне 18 уменьшают путем задания в сильфоне 25 давления, при котором выходной сигнал термометра меньше начального (зафиксированного) значения на величину установленной погрешности, и перемещениемфланца 20 вверх до тех пор, пока давление жидкости в компенсационной термосистеме не обеспечит увеличение выходного сигнала до начального (зафиксированного) значения. Таким образом, наличие в предлагаемом термометре регулировочного сильфона 18 с его узлом регулирования деформации (деталей 20, -21 и 22) и микродозатора жидкости (деталей 24 - 28) обеспечивает возможность точной настройки термометра и высокую точность измерений. Предложенное устройство испытано 1на опытных образцах с диапазоном шкалы 10С в общем диапазоне температур от -50 до +150°С. При этом изменение температуры окружающего воздуха в пределах от -50 до +50°С вызывает погрешность не более +0, на изменения температ1гры.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее герметизированные, заполненные термометрической жидкостью измерительную и компенсационную термосистемы с блоками упругих чувствительных элементов, и блок .преобразования усилия в выходной сигнал, отлич ающее ся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет устранения погрешности, обусловленной разбросом параNieTpOB конструктивных элементов устройства, в компенсационную термосистему введены, регулировочный сипьфон, снабженный узлом регулирования деформации, и микродозатор, содержащий запорный клапан и блок задания давления, причем микродозатор и регулировочный сильфон соединены с полостью блока упругих чувствительных элементов компенсационной термо- § системы. (П