Способ определения показателя тепловой инерции термопары Советский патент 1986 года по МПК G01K15/00 

1

Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано для измерения показателя тепловой инерции термопар в условиях их эксплуатации без демонтажа из объекта.

Цедью изобретения является повышение точности определения показателя тепловой инерции термопары за счет исключения влияния инер ци- онности свободных концов термопары.

Сущность способа заключается в следующем.

Термопара установлена на объекте. Осуществляют нагрев термопары переменным электрическим током путем . подключения источника переменного тока к термоэлектродам термопары, при этом прогревается как рабочий спай, так и свободные концы, находящиеся в головке термопары. При отключении электрического нагрева происходит охлаждение как рабочего спая непосредственно средой исследования, так и свободных концов окружающей средой, при этом инерционность рабочего спая будет меньше, чем инерционность свободных концов, находящихся в условиях естественной конвекции Снимают процесс охлажд,ения, например на шлейфовом осциллографе, и уравнение переходного процесса имеет вид

U(t).ST

(Г)

где

S и 1е

ТГр иТ,

чувствительность термопары показатель тепловой инерции рабочего спая и свободных концов, соответ-1 i ственно;

температура рабочего спая и свободных Концов в момент отключения электрического нагрева соответственно.

Предварительно определяют показатель Ig тепловой инерции свободных концов, например, при изготовлении термопары в условиях свободной конвекции. Процесс определения t осуществляют, например, путем прикосновения к свободным концам нагретого тела С последующим снятием кривой переходного процесса и расчета показателя тепловой инерции.

В начальньй момент охлаждения термопары определяют температуру ее .свободных концов t например, с помощью микротермопары, а также тем-

,р рабочего спая, как

12543182

пературу Тр

сумму температуры свободных концов и температуры, соответствующей значению выходного сигнала и термопары в начальньй момент ее охлаждения U

VT,.

(2)

По кривой переходного процесса определяют промежуток времени t от начала процесса охлаждения до момента, когда выходной сигнал термопары достигает нулевого значения, т.е. когда

-to/

-5Т,е

-t

-о

(3)

из последнего вьфажения получаем

откуда

t I -i -е

Т„

(А

Таким образом, показатель тепловой инерции термопары является однозначной функцией определенных величин to , Тр , Т и , ,

По сравнению с известными предложенный способ позволяет повысить точность определения ПТИ. В прототипе вследствие разности двух экспонент, причем показатель экспоненты свободных концов больше показателя экспоненты рабочего спая, имеет место искажение переходной характеристики, что приводит к изменению знака выходного сигнала термопары. Определение показателя тепловой инерции термопары осуществляется с большой погрешностью, определяемой степенью прогрева свободных концов и их инерционностью.

Формула изобретения

Способ определения показателя тепловой инерции термопары, включаю- щIiй нагрев ее переменным электрическим током с последующим снятием переходной характеристики в режиме охлаждения средой исследования при отключенном нагреве и расчет показателя тепловой инерции, о т л и3.

чающийся тем, что, ч: целью повышения точности путем учета влияния инерционности свободных концов термопары, перед нагревом термопары измеряют показатель тепловой инер- ции свободных концов, измеряют их температуру в момент отключения электрического нагрева и промежуток времени от начала остывания до момента, когда выходной сигнал термо- пары достигнет нулевого уровня, а показатель тепловой инерции 7 определяют по формуле

r,fn

I

te Т. показатель тепловой инерции свободных концов термопары jРедактор А.Гулько

Составитель Ю.Клецко Техред М.Ходанич

Заказ 47to/44 Тираж 778Подписное

ВНИЖШ Государственного комитета СССР

по делан изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

s О

t T. vfT. 5

0

Us промежуток времени от начала основания до момента, когда выходной сигнал термопары достигнет нулевого уровня,

температура рабочего слоя термопары в момент отключения электрического нагрева,

температура свободных концов термопары в момент отключения электрического нагрева i

выходной сигнал термопары в момент отключения электрического нагрева; чувствительность термопары.

Корректор М.Шароши

Изобретение относится к температурным измерениям и позволяет повысить точность определения показателя тепловой инерции термопары за счет исключения влияния инерционности свободных концов термопары. Перед нагревом установленной на объекте термопары определяют показатель тепловой инерции ее свободных концов, например, путем прикосновения к ним нагретого тела и снятия кривой переходного процесса. Измеряют в начальньй момент охлаждения нагретой переменным током термопары температуру свободных концов и рабочего спая. Определяют по кривой переходного процесса промежуток времени от начала остывания до мо- .гента достижения выходным сигналом термопары нулевого уровня. Приведена формула для расчета показателя тепловой инерции термопары. КЛ СП со