Устройство для измерения температуры Советский патент 1984 года по МПК G01K13/02 

Изобретение относится к области знали тического контроля, в частности к способу измерения температуры агрессивных сред и приборам для измерения температуры, и может быть использовано в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, пищевой, медицинской, микробиологической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для измерения температуры агрессивных сред, например паров щелочных металлов, заключенных в замкнутый металлический сосуд, содержащее проволочный терморезистор, укрепленный внутри сосуда и включенный в цепь питающего контура, состоящего из источника напряжения и измерительного прибора, который подключен к наружной поверхности сосуда в точках, наиболее близких к местам подключения терморезистора с внутренней стороны сосуда, между одной из этих точек и произвольной точкой наружной поверхности сосуда подключен компенсирующий контур, состоящий из источника напряжения и переменного резистора, а между указанной произвольной точкой и второй точкой подключения питающего контура включен нульприбор для выравнивания потенциалов между этими точками с помощью переменного резистора (1.

Известное устройство не обеспечивает необходимой точности измерения температур агрессивных сред в потоке, например в трубопроводах.

Наиболее близким к предложенному по технической супхности и достигаемому результату является устройство для измерения температуры, содержащее датчик температуры и герметично закрепленный в кор.пусе теплопровод с тепловоспринимающей, теплоотдающей и теплоизолированной боковой поверхностями, причем теплопровод выполнен из материала, имеющего стабильный во времени во всем интервале измеряемых температур коэффициент теплопроводности, а тепловоспринимающая поверхность покрыта химически инертным веществом 2}..

Однако теплопередача и электропроводность контакта датчика температуры с твердым теплопроводом зависит от состояния поверхности контактирующих тел, что повыщает инерционность системы, а при наличии вибрации вызывает появление дополнительных погрешностей измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Для достижения поставленной цели устройство для и.змерения температуры, содержащее датчик температуры и герметично закрепленный в корпусе теплопровод с тепловоспринимающей, теплоотдающей и с теплоизолированной боковой поверхностями, снабжено измерительной камерой с выводН1)1М кана.-юм. в которой размещен датчик

температуры, приемной камерой с источником теплоносителя, в которой расположена измерительная камера, а теплопровод выполнен в виде теплообменника, один конец ко5 торого помещен в приемную камеру, а другой - в измерительную, причем приемная камера через продувочный канал соединена с введенным блоком поддержания постоянно го расхода теплоносителя через теплообменник, выполненный в виде капилляра, а в качестве теплоносителя использовано вещество с высокой теплопроводностью, например водород или гелий.

На чертеже изображено предлагаемое устройство для измерения температуры агрес15 сивных сред.

Устройство состоит из основания 1 и крышки 2, которые крепятся в бобышке 3, вваренной в трубопровод (аппарат) 4, теплообменника 5, приемной камеры теплоносителя 6, измерительной камеры 7, термодат чика 8, входного и продувочного каналов 9 и 10, блока поддержания постоянного расхода теплоносителя через теплообменник (редуцирующего клапана) 11, выводного канала 12.

5 Основание 1 и крышка 2, сочлененные резьбовым соединением с уплотнением, являются деталями теплоизолированного корпуса, материалом для изготовления которых может служить, например, фторопласт.

Теплообменник 5, контактирующий с агЛноо

рессивнои средой, выполнен из капиллярной трубки (с защитным покрытием), стойкой к агрессивной среде. Конфигурация рабочей зоны теплообменника может быть различной, например в виде спирали. Для уменьшения сопротивления потоку агрессивной среды или при измерении температуры сред, находящихся под высоким давлением или в динамическом режиме, рабочую зону теплообменника целесообразно приблизить к торцу теплоизолированного корпуса или «утопить в нем,

О предварительно сделав для этого паз соответствующей конфигурации. Концы теплообменника (капиллярной трубки) герметизированы на вводах в основание 1 теплоизолированного корпуса. Для предотвращения возможного засорения капиллярной трубки ее конец, расположенный в приемной камере 6, несколько приподнят над основанием этой камеры и входного канала 9.

Необходимость в приемной камере 6, которая может ,быть, например, кольцевой,

связана, во-первых, с тем, что продувка теплоносителем внешней стенки измерительной камеры 7 позволяет избавиться от аккумуляции тепла в стенках измерительной камеры, во-вторых, от гидравлических (динамических) ударов, связанных с поддержанием постоянного расхода теплоносителя через теплообменник, что оказывает существенное влияние на точность измерения.

Термодатчик 8 расположен в измерительной камере 7, а его измерительные провода пропущены через выводной канал 12 крышки 2 и герметизированы в последнем. Такое исполнение не обязательно. Термодатчик может быть введен в измерительную камеру 7 по самостоятельному каналу, например, перпендикулярно чертежу, и также герметизирован.

Выводной и продувочный каналы 12 и 10 подсоединены к сбросной линии и могут быть выведенына свечу или поглотитель.

Устройство работает следующим образом .

В приемную камеру 6 через входной канал 9 подают теплоноситель, например гелий или водород, с электролизерной установки или из баллона. Здесь давление регулируется редуцирующим клапаном 11. При этом избыточное давление водорода заставляет определенную его часть проходить через геплообменник 5, в которой он приобретает температуру измеряемой среды, и поступает } измерительную камеру 7.

Сигналы, пропорциональные температуре измеряемой среды, от термодатчика 8 поступают на измерительный прибор. Из измерительной камеры 7 водород выводится по выводному каналу 12 в сбросную линию. Потери тепла измерительной камеры 7 незначительны и при измерениях температуры на вносят существенной погрешности. Однако и они могут быть учтены, так как воспринимаются продувочной частью теплоносителя в кольцевой приемной камере 6. окружающей измерительную.

Предложенное устройство обеспечивает независимость точности измерений от состояния датчика с промежуточным элементом, позволяет расширить диапазон измеряемых температур, дает возможность использования любых существующих термодатчиков, не требующих специальной подготовки или исполнения, исключает влияние состояния

электрических контактов на измерение, обеспечивает надежность работы устройств, основанных на его использовании.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ.НИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее датчик температуры и герметично закрепленный в корпусе теплопровод с тeплoвocпpинимaюJ щей,теплоотдающей и теплоизолированной боковой поверхностями, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено измерительной .камерой с выводным каналом, в которой размещен датчик температуры, приемной камерой с источником теплоносителя, в которой расположена измерительная камера, а теплопровод выполнен в виде теплообменника, один конец Kotopoго помещен в приемную камеру, а другой - в измерительную, причем приемная камера через продувочный канал соединена с введенным блоком поддержания постоянного расхода теплоносителя через теплообменник. 2.Устройство по п. I, отличающееся тем, что теплообменник выполнен в виде капилляра. 3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся в тем, что в качестве вещества теплоносУ1теля Ь использован водород или гелий. /У usf epume/fitMOMy лрибору Teft/roHaci/fne/Jti Jltpffet/Si asi opeffa