Датчик температуры Советский патент 1986 года по МПК G01K13/02 

Известно устройство для измерения температуры потока жидкой или газообразной среды, содержащее корпус, размещенную в нем термопару и подпружиненный подвижный шток, закреп- ленный в корпусе СИ,

Недостатками этого устройства являются сложность конструкции и невысокая надежность из-за наличия меха- нически перемещающихся элементов, которые подвержены зарастанию.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является датчик температуры, содержащий проточну камеру, снабженную подводящей и от- водящей трубками 21. .

Недостатками указанного датчика являются значительная погрешность за счет коррозии стенок камеры-резонатора, особенно при измерении температуры горячих сред и влияние акустических шумов при больших скоростях протекания среды на выходной параметр датчика.

Целью изобретения является повы- шение точности и надежности измерений.

Указанная цель достигается тем, что проточная камера выполнена в виде плоской спирали из полой метал- лической трубки,- между витками которой имеются зазоры, а подводящая и отводящая трубки снабжены электрическими контактами.

На фиг. 1 изображен предлагаемый датчик, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Датчик содержит проточную камеру выполненную в виде плоской спирали 1 из полой металлической, трубки, между витками которой имеются зазоры спираль оканчивается подводящей 2 и отводящей 3 трубками, которые снабжены электрическими контактами 4 и 5. С трубками 2 и 3 жестко соединены штуцеры 6 и 7, выполненные из электроизоляционного материала.

Датчик, выполняющий функции катушки индуктивности, включается в LC-контур, контролируемая среда подается во внутренюю полость датчика через штуцер 6 и вытекает через штуцер 7, измеряется добротность . контура и определяется температура среды.

Добротность контура может быть записана в виде

Q --i-Ш Г„ I С

(1)

где L и С -г соответственно индуктивность и емкость контура; ( - сопротивление потерь

.LC-контура.

Омическое сопротивление Ь катушки индуктивности (спирали 1) вьфажает.ся формулой

fo-foOi R-uT),

где Го - сопротивление катушки индуктивности при начальной температуре;

oin - температурный коэффициент сопротивления материала катушки;

6Т - величина отклонения температуры контролируемой среды от исходного значения. Параметры L, С , Но и практически постоянны и однозначно задаются выбором материала и геометрических размеров. Поэтому можно обеспе- чить практическое равенство Нп значению омического сопротивления катушки индуктивности, т.е.

Г п оН±ХкДТ) (г)

(2)

Подставив выражение (2) в формулу (1), получают

О ()

Ж С

(3)

(3)

Из формулы (3) следует, что добротность LC -контура является линейной функцией температуры.

Зависимость измеряемой температу- РЬ THJH от добротности Q имеет вид

45

изм Tt

/F-foQ

R а

где Гцд - начальная температура,

при которой активное со- противление L С-контура

равно о

Изобретение позволяет снизить 1влияние зарастания стенок камеры на 55 точность измерений, так как характер покрытия внутренних стенок датчика практически не влияет на добротность ЬС-контура.

Разрешающая способность и точность устройства для измерения температуры с предлагаемьм датчиком зависит от параметров измерителя доб ротности и могут быть .обеспечены в пределах 0,1-0,3%.

Наиболее перспективным представляется использование датчика в системах обогрева и охлаждения, где

2066314

он конструктивно и функционально может быть выполнен в виде радиатора, тетшообменйика и т.д.

В некоторых случаях целесообразно 5 использование теплоизоляционных и электроизоляционных покрытий внешней поверхности трубчатой спирали, а также зкранировка датчика от внешних полей.

Составитель Г.Мухина Редактор И.Николайчук Техред Т..Дубинчак

8700/42 Тираж 773Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

°..

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

. 2

Корректор А. Обручар