Сигнализатор температуры Советский патент 1985 года по МПК G01K7/38 

1 -1 Изобретение относится к контролю и измерению температуры и может быть использовано для визуальной и автоматической сигнализации о достижении объектом заданной температуры и конт роля значений температуры объекта на промежуточных этапах при любом характере процесса его нагревания. Известно устройство для контроля температуры, содержащее термочувстви тельный элемент, выполненный из ферромагнитного материала, изменяющего ма.гнитные свойства при нагреве до температуры-, соответствующей его точке Кюри lJ. Недостатком данного уст ойства является низкая точность контроля температуры. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является сигнализатор температура, содержащий термочувствительный элемент из ферромагнитного материала с точкой Кюри соответствующей контролируемой темпе ратуре, выполненный в виде постоянного магнита, поршень, установленный в направляющем цилиндре, торцовая часть которого отделена, от термочувствительного элемента герметичной теплоизолирующей прокладкой, и измерительный преобразователь давления, сообщающийся с полостью цилиндра через отверстие в его боковой стенке Поршень герметически разделяет полость цилиндра, ограниченную внутрен ней поверхностью его стенок и теплоизолирукадей прокладкой, на две части первая из которых, расположенная со стороны теплоизолирующей прокладки, заполнена ферромагнитной жидкостью, а вторая - газом или смесью газов, находящихся под давлением 2. Использование данного сигнализатора в условиях медленного нарастания температуры объекта,, а тем более при длительных периодах ее постоянст ва нецелесообразно, поскольку может произойти полное заполнение полости измерительного преобразователя дав ления и соединительной магистрали феррожидкостью до момента.Ту :©«(где Tj - температура объекта, ©к точка Кюри термочувствительного элемента сигнализатора), что существенно снижает надежность контроля температуры объекта и свидетельствует об узкой области применений сигнализатора. 4 2 Цель изобретения - повьшение надежности работы сигнализатора в условиях медленного возрастания темпе-ратуры контролируемого объекта. Поставленная цель достигается тем, что в сигнализатор температуры, содержащий размещенный в корпусе из немагнитного материала термочувствительный элемент из ферромагнитного материала,, выполненный в виде постоянного магнита, феррожидкость, заполняющую герметическую полость, образованную внутренней поверхностью корпуса и отделенную от термочувствительного элемента теплоизолирующей прокладкой, регистратор, введены груз, размещенный в ферромагнитной жидкости и укрепленный на горизонтальной оси вращения со смещением его центра тяжести относительно этой оси, спиральная пружина, соединенная концом внутреннего витка с выступающей за пределы корпуса частью оси вращения и укрепленная концом внешнего витка на наружной поверхности корпуса, а регистратор, выполнен в виде стрелки, закрепленной на выступающей за пределы корпуса части оси вращения, и шкалы, размещённой на наружной поверхности корпуса, при этом ось вращения и груз выполнены из немагнитного материала. . На чертеже схематично представлена конструкция предлагаемого сигнализа- тора в двух проекциях, общий вид. Сигнализатор температуры содержит корпус 1, например, прямоугольной , в верхнем торце которог.о размещен термочувствительный элемент 2 из ферромагнитного материала с точкой Кюри, соответствующей контролируемой температуре, выполненный в вкде постоянного магнита, теплоизолирутощую прокладку 3, отделяющую термочувстви- тельный элемент 2 от полости, образованной внутренней поверхностью корпуса и заполненной ферромагнитной жидкостью 4, груз 5, расположенный внутри полости корпуса 1, заполненного ферромагнитной жидкостью 4, и закрепленный на оси 6 вращения со смещением его центра тяжести относительно этой оси, один конец которой с помощью подпятника 7 фиксируется на внутренней поверхности одной из боковых стенок корпуса 1,. а второй конец через сальник 8, расположенный на противоположной стенке корпуса I, выступает за его пределы и соединен с концом внутреннего витка спиральной пружины 9, наружный виток которой прикреплен к стенке корпуса 1, регистратор, выполненный в виде стрелки 10, укрепленной на выступаю щей за пределы корпуса 1 части оси 6 вращения, и шкалы .11. Корпус 1 сигнализатора, груз 5, ось 6 вращения, а также пружина 9 и стрелка 10 выполнены из немагнитного материала. Для поддержания магнитных свойст термочувствительного элемента 2 путем создания постоянного магнитного поля, в котором происходит восстановление его первоначальных магнитных .свойств, в состав сигнализатора при необходимости может быть введен постоянный магнит )2. Для заливки ферромагнитной луидкости 4 в полость корпуса последний вьшоляется с отверстием, закрываемым пробкой 13. Теплоизолирующая прокладка 3 слу жит для защиты ферромагнитнойжидкости 4 и постоянного магнита 12 от их иагрева. Смещение центра тяжести груза 5 относительно оси 6 конструктивно обеспечивается креплением его к оси вращения с зксдентриситетом равным -Так как груз 5 под действием силы тяжести может развернуться на угол , то для полного использования вс шкалы I1 стрелка прибора должна поворачиваться на этот же угол. Поэто му при использовании симметричной шкалы 11 продольная ось груза 5 и стрелка 10 устанавливаются под угло 180 - оСо/2 друг к другу. , В исходном состоянии путем подбора жесткости пружины 9, веса и размеров груза 5, а также состава феррожидкости 4 обеспечивается нахождение стрелки IО прибора на нуле вом делении шкалы 11 в диапазоне комнатных температур. В качестве материала термочувствительного элемента 2 могут использоваться сплавы на основе никеля кобальта или магнитомягкие ферриты, например MriZn или KLZn. Все указанные выше материалы обладают .тшнейиыми участками зависимости (Т) что облегчает использование этих зависимостей при разработке конкрет ных сигнализаторов температуры. 44 Принцип действия сигнализатора основан на изменении плотности феррожидкости 4 в зависимости от степени ее псдмагничивания термочувствительным элементом 2, магнитная проницаемость которо.го является функзци- ей контролируемой температуры. В исходном состоянии, когда на-. чальная величина подмагничивания феррожидкости 4 обеспечивает такую ее плотность, при которой момент, создаваемый выталкивающей силой, действующей на груз 5, уравновешивается моментом, создаваемым закрученной пружиной 9 относительно оси 6, вся подвижная стрелочная система находится в состоянии начального равновесия, а стрелка 10 указывает на нулевое деление шкалы II. В этом случае начальная плотность феррож1ц;кости 4 максимальна и превышает плотность материала, из которого сделан груз 5, который под действием силы выталкивания, преодолевай сопротивление пружины 9, раз,ворачивает ось 6 на угол таким образом, что стрелка 10 занимает крайнее левое положение по шкале П. Величина угла зависит от начальной плотности феррожидкости, плотности материала груза 5 и его объема, ускорения силы тяжести, расстояния, на которое смещен центр тяжести груза 5 относительно оси 6, и жесткости пружины 9. При необходимости за счет поджатия или Ослабления пружины 9 может осуществляться корректировка нулевого показаг йия прибора. При нагреве термочувствительного элемента 2 магнитная проницаемость его уменьшается, следовательно, уменьшается подмагничивание феррожидкости 4, что в конечном итоге приводит к уменьшению ее плотности, в результате чего груз 5 под деист- . вием усилия пружины 9 глубже погружается в феррожидкость 4, поворачиваясь вместе с осью 6 и стрелкой 10 на некоторый угол ot(T) от первоначального нулевого положения, соответствуквдий новому; значению температуры к критической температуре, соответствующей точке Кюри термочувствительного, элемента 2. Причем если наг:рев термочувствительного элемента 2 происходит ниже температуры точки Кюри, то при последующем охлаждении магнитные свойства термо-

5 11588746

чувствительного элемента 2 полностью10 - крайнее правое положение (сигнал

восстанавливаются. Тем самом обеспе-срабатьюания сигнализатора).

чивается плавное слежение стрелки 10.

по шкале И за температурой контроли-Предлагаеиьй сигнализатор темпераруемого объекта в диапазоне, ограни 5 туры в отличие от прототипа позволяет

ченном сверху значением точки Кюриконтролировать значения температуры

термочувствительного элемента 2, Приобъекта на этапе ее подхода к задандостижении точки .Кюри произойдетному, значению, при этом скорость изполная потеря магнитных свойствменения температуры не оказывает термочувствительного элемента 2, про- существенного влияния на точность,

дольная ось груза 5 займет практичес-что повышает надежность работы сигки вертикальной положение, а стрелк нализатора.

СИГНАЛИЗАТОР ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий размещенный в корпусе из немагнитного материала термочувствительный элемент из ферромагнитного материала, вьшолнеиный в виде постоянного магнита, феррожидкость, заполняющую герметическую полость, образованную внутренней поверхностью корпуса и отделенную от термочувствительного элемента теплоизолирующей прокладкой, регистратор. о т л и ч а ю щ и и. с я тем, что, с целью повышения надежности в условиях медленного возрастания температуры контролируемого Ьб-ьекта в него введены груз, размещенный в ферромагнитной жидкости и укрепленный на горизонтальной оси Вращения со смещением его центра тяжести относительно этой оси, спиральная пружина, соединенная концом внутрённего витка с выступающей за пре делы корпуса частью оси вращения и укрепленная концом внешнего витка на наружной поверхности корпуса, а регистратор выполнен в виде стрелки, закрепленной на выступакяцей за (/I пределы корпуса части оси вращения, и шкалы, размещенной на наружной С поверхности корпуса, при этом ось вращения н груз выполнены из немагнитного материала.