Способ измерения температуры Кирсановой и Петрова Советский патент 1986 года по МПК G01K7/40 

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано при измерении и регулировании температуры преимущественно жидких и твердых электропроводящих материалов, например в металлургии, при. эпитаксии моно- и поликристаллов, при получении жаропрочных материалов и термической обработке, в частности при нагреве и гарнис- сажной плавке мерной заготовки для литья под давлением высокореакционных металлов и сплавов.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение измерения - температуры.

На чертеже схематически изображено устройство, предназначенное для осуществления предлагаемого способа измерения температуры.

Устройство содержит контролируемый 20пульсов тока обеспечивается оптимальобъект 1, температуру которого необ- ный подогрев измерительного электрокодимо измерить, измерительный злек- .да 2 ускоренными электронами термотрод 2, например термопарный спай сдиффузии в различных условиях при

выводами 3, подключаемыми к потенцио-сравнительно нежестких требованиях к

метру (не показан), измеритель 4 тока 25импульсному источнику питания.

в цепи контролируемый объект 1 - измерительный электрод 2, тбкоограничи- вающий резистор 5, формирующий импульсы тока определенной величины из импульсов напряжения, подаваемых на выводы б от генератора импульсов (не показан), переключатель 7, коммутирующий цепь контролируемый объект 1 - измерительный электрод 2 либо к выводам б через резистор 5 для нагрева измерительного электрода 2 импульсами тока, либо к измерителю 4 тока в паузах между импульсами.

Способ осуществляется следующим образом.

Измерительный электрод 2 предварительно размещают вблизи поверхности контролируемого объекта 1 на расстоянии, выбираемом в пределах 10 - 10 средней длины свободного пробега электронов в зависимости от давления газа в промежутке между контролируемым объектом 1 и измерительным электродом 2. Затем, подавая на входные выводы 6 высоковольтные импульсы напряжения, осуществляют подогрев измерительного электрода 2 путем его бомбардировки ускоренными термоэлектронами, эмиттированными с поверхности контролируемого объекта 1, при этом переключателем 7 один из выводов 3 измерительного электрода 2, в момент подачи импульса, напряжения

или несколько ранее, соединяют через токоограничивающий резистор 5 с одним из двух выводов 6, второй из которых заземлен и постоянно соединен

с контролируемым объектом 1. Изменением сопротивления резистора 5 и величины приложенного к выводам 6 импульсного напряжения; величину импульсов тока подбирают таким образом,

чтобы обеспечить в зазоре между измерительным электродом 2 и контролируемым объектом 1 разность потенциалов, равную произведению 30-500 В на отношение величины зазора к средней длине свободного пробега электронов. При выполнении указанных ограничений на выбор расстояния (зазора) между контролируемым объектом 1 и измерительным электродом 2 и величины имВ промежутках времени между импульсами тока, периодически, измерителем 4 тока через переключатель 7 измеряют направление термотока в.це0 пи измерительный электрод 2 - контролируемый объект 1 и в момент измерения направления этого тока любым известным способом измеряют температуру измерительного электрода 2 или

5 температуру газа в зазоре, которая

в этих условиях совпадает с искомой . температурой контролируемого объекта 1.

Пример 1. Измеряют темпера0 туру поверхности заготовки из тита- нового сплава ВТ5 массой 0,5 кг и диаметром 39,5 мм, нагреваемой в индукционной печи вертикального исполнения. Заготовку охлаждают с поверх5 ности и одновременно поддерживают во взвеше,нном состоянии потоком аргона. Перепад давлений между верхним и нижним торцами заготовки составляет О,1 кгс/см при давлении у верхнего торца 1 ата и расходе 600 л/мин.

Измерительный электрод 2 устанавливают относительноверхнего торца заготовки на расстоянии, равном 7 мм или )0 средней длины свободного пробега электронов для заданного давления газа. Нагрев измерительного электрода осуществляют подачей импульсов напряжения амплитудой около

0

5

30 кВ через токоограничивающий резистор. -Б этих условиях формируемые импульсы тока обеспечивают на измерительном электроде относительно верхнего торца заготовки напряжение, равное произведению ЗОВ на число длин среднего свободного пробега электронов, укладывающихся в зазоре. Измеренная предлагаемым способом .температура поверхности заготовки равняется 1490° С.

Пример 2. Измеряют температуру расплавленного титанового сплава ВТ5 в вакууме при давлении остаточных паров и газов -10 мм рт.ст. Зазор между поверхностью расплава и измерительным электродом выбирают в пределах 5-10 мм, что составляет примерно 10 средней длины свободного пробега электронов в вакууме. Для нагрева измерительного электрода используют импульсы напряжения с амплитудой около 500 В. Определяемая по предлагаемому способу температура расплава равняется 2150°С.

Формула изобретения

1. Способ измерения температуры, преимущественно для металлов и сплавов при литье под давлением, заключающийся в размещении вблизи поверх-. |Ности контролируемого объекта изме- рительного электрода, нагреве его до температуры контролируемого объекта

Редактор В.Иванова .- Заказ 4813/41

Составитель В.Голубев

Техред И.Верес Корректор Л.Пилипенко

Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

10

15

558734

бомбардировкой ускоренными термоэл -к- тронами, эмиттированными с поверхности контролируемого объекта, осуществляемой путем подачи на измерительный электрод импульсов напряжения положительной полярности относительно контролируемого объекта, измерении термоэмиссионного тока между контролируемым объектом и измерительным электродом в паузах между импульсами нагрева и определении температу- ры контролируемого объекта по температуре измерительного электрбда, измеренной в момент изменения направления термоэмиссионного тока в цепи электрод - объект, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения измерения температуры, величину зазора между поверхностью контролируемого объекта и измерительным электродом вьщержива4- i

ЮТ в пределах от 10 до 10 средней длины свободного пробега электронов, величину тока нагрева измерительного электрода выбирают, обеспечивая в зазоре между ним и контролируемым объектом разность потенциалов, равную произведению 30-500 В на отношение величины зазора к средней длине свободного пробега электронов в зазоре. 2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что температуру измерительного электрода определяют, измеряя температуру среды в зазоре между ним и контролируемым объектом.

20

25

30

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано при измерении и регулировании температуры для жидких и твердых электропроводящих материалов. Цель изобретения - повышение точности и упрощение измерения температуры. Измерительный электрод (ИЭ) 2 размещают вблизи поверхности контролируемого объекта (КО) 1 на расстоянии, выбранном в пределах 10 до 10 средней длины свободного пробега электронов. Подавая на выводы 6 высоковольтные импульсы напряжения, осуществляют по- догрев ИЭ 2 путем его бомбардировки ускоренными термоэлектронами, эммити- рованными с поверхности КО 1. Изменяя сопротивление резистора 5 и величину приложенного к выводам 6 импульсного напряжения, величину импульсного тока подбирают так, чтобы обеспечить в зазоре между ИЭ 2 и КО 1 раз - ность потенциалов, равную произведению 30-500 В на отношение величины зазора к средней длине свободного пробега электронов. 1 з.п. ф-лы. 1 ил. i (Л