Манометрический термометр Советский патент 1985 года по МПК G01K5/32 

Изобретение относится к области термометрии и может найти применение в системах автоматического контроля и регулирования температурных режимов технологических процессов в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышения надежности.

На чертеже представлен предлагаемый термометр.

Манометрический термометр включает термобаллон 1, дистанционный капилляр 2, задающий сильфон, термометрическую жидкость 4, подвижный торец 5 сильфона, измерительную пружину 6, верхний торец 7 пружины, блок 8 преобразования усилия в выходной сигнал с силовой компенсацией, рычаг 9, регулировочный сильфон 10, шток 11, гайку 12, контр-гайку 13, опору 14 вращения, заслонку 15, сопло 16, сильфон 17 обратной связи, пневмореле 18, винт 19 корректора нуля, пружину 20, компенсационный капилляр 21, задающий сильфон 22, подвижный бурт 23, измерительную пружину 24, торец 25 пружины.

Манометрический термометр работает следующим образом.

При изменении контролируемой температуры объем жидкости в термобаллоне увеличится и этот избыточный объем перетечет по капилляру 2 в измерительный сильфон 3 и вызовет перемещение подвижного торца 5 (объем сильфона 3 увеличивается на AY). Перемещение равно А ДД иЛ р. где АД- перемещение подвижного торца 35 сильфона 5)ф...с. -эффективная площадь задающего сильфона. При перемещении торца 5 на ЛД, на такую величину сожмется пружина 6. На преодоление сил упругости при деформации АЛ сильфона 3 и пружины 6 со стороны жидкости требуется усилие, равное FV (РЗ.С.+ 2л.п{х)ЛД, где Fy -сила упругости сильфона 3 и пружины 6,; .с-жесткость задающего сильфона 3; Z и.пр - жесткость измерительной пружиС этой же силой торец сильфона 3 действует на жидкость, вызывая давление, равноер FH 5эф. З.С, Но на вход блока 8 преобразования усилия, т.е. на рычаг 9 будет передано усилие.

вызванное деформацией измерительной пружины 6.

РЯ Z в.пр. Д Л

(4)

где РИ -измеряемое усилие.

Измеряемое усилие FH передается через рычаг 9, который повернется на некоторый угол относительно опоры 14, изменив зазор между заслонкой 15 и соплом 16. При

этом увеличивается выходное давление РВЫП отработанное и усиленное пневмореле 18. Новое значение поступит в сильфон 17 обратной связи, создав на нем усилие, препятствующее перемещению рычага 9. Переместившись на микроскопический угол

(весь ход от «нуля до «максимума на заслонке 12 порядка 0,005 мм) кинематическая система термометра займет новое конечное положение, при котором новое значение выходного сигнала будет соответствовать новому значению температуры контролируемой среды.

Так как изменение объема термометрической жидкости AV зависит от объема этой жидкости в термобаллоне, свойств термометрической жидкости и изменения температуры, то

(5) ДУ ,

где V - объем термометрической жидкости в термобаллоне;

30ft - коэффициент объемного расщмрения термометрической жидкости. (3) Подставив в (4) значения (1) и (5) после преобразований, получим зависи ° измеряемого усилия термометра от конструктивных параметров устройства ZH.B.V.P4t « S.c. т.е. величина измеряемого усилия манометрического термометра, а значит и чувствительность и точность измерения температуры прямо пропорциональны жесткости измерительной пружины, внутреннему объему термобаллона и коэффициенту температурного объемного расширения жидкости и обратно пропорциональны эффективной площади сильфона. Так как измеряемое усилие не зависит от упругой характеристики (жесткости) задающего сильфона (как это было у известного), то суммарная систематическая погрешность термометра уменьшится на величину систематической погрешности, вносимой нелинейностью жесткости задающего сильфона. Смещать же предел измерения в общем диапазоне контролируемых температур можно с помощью регулировочного сильфона 10, регулируя занимаемый им объем в

л4

термобаллоне с помощью полого резьбово-циядиапазона шкалы обеспечивается перего штока 11 и ходовой гайки 12. При этоммещением подвижной опоры 26 вдоль рычаобъем термометрической жидкости, нахо-га 27, а коррекция начального значения дяш,ейся в капилляре 2 и измерительномвыходного канала - винтом 19 корректосильфоне 3, остается постоянным. Коррек-ра нуля.

1171669

МАНОМЕТРИЧЕСКИЙ ТЕРМОМЕТР, содержащий измерительную и компенсационную термосистемы с задающими сильфонами, заполненные термометрической жидкостью, и блок преобразования усилия в выходной сигнал с силовой компенсацией, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повыщения его надежности, подвижные торцы задающих сильфонов механически соединены с входами блока преобразования усилия при помощи введенных в термометр измерительных пружин, установленных соосно с задающими сильфонами. W 05 О5 о