Датчик температуры Советский патент 1987 года по МПК G01K7/38 

Изобретение относится к средствам измерения температуры, а именно к магнитным датчикам температуры, действие которых основано на использовании термомагнитных свойств материалов ,

Цель изобретения - повышение точности измерения температуры поверхности объектов, изготовленных из ферромагнитных материалов.

На чертеже изображен датчик температуры.

Датчик температуры состоит из запоминающего дросселя 1, выполненного в виде осесимметричного замкнутого сердечника и обмотки считьшания (не показана), радиально намагниченного кольцевого магнита 2, теплоизолирующей прокладки 3 и термомагнитного диска 4.

Сердечник выполнен из ферромагнитного материала с прямоугольной петлей гистерезиса.

Датчик температуры работает следующим обрйзом,

В исходном состоянии магнитное поле постоянного магнита частично замыкается по термомагнитному диску,, не вводя его в насыщение, а частично - по магнитопроводу ферромагнитного сердечника. В результате действия магнитного поля сердечник перемагни- чивается из предварительного намагниченного состояния - Ф в некоторое промежуточное состояние лФ. При возрастании температуры поверхности, на которой установлен датчик, термомагнитный материал уменьшает свое щун- тирующее действие и вследствие зтого возрастает напряженность магнитного поля, действующего на ферромагнитный сердечник, последний пере- магничивается из магнитного состояния, определяемого уровнем магнитного потока ЬФ., в состояние йф. При снижении температуры шунтирующее действие термомагнитного материала увеличивается и, следовательно, уменьшается величина напряженности магнитного поля, действующего на сердечник. Уменьшение напряженности магнитного поля в силу запоминающих свойств магнитных материалов с прямоугольной петлей гистерезиса не вызывает изменения остаточного магнитного потока ДФ2. Записанная информация о температуре в виде остаточного магнитного потока в сердечнике хранится практически неограниченное

время. Считьгоание информации потока в запоминающем дросселе производится посредством подачи на обмотку считывания сердечника прямоугольного им- пульса фиксированной амплитуды U. При зтом выходным параметром служит время намагничивания сердечника до насьш ;ения, т.е. время намагничива ния сердечника до некоторого потока

,.

Время считывания равно г w 2l5e.

I Wу

где W - число витков обмотки дросселя; . Фе - остаточный магнитный поток

насьщения;

д Ф - величина, обусловленная обратными процессами после насыщения сердечника. По предварительно снятым градуи- ровочным характеристикам, представляющим зависимость времели Т считывания от температуры, определяют ее значение. Посте считывания в результате действия поля постоянного магнита в сердечнике устанавливается магнитный поток, соответствующий тем- пературе окружающей средь, при которой находилось устройство во время считывания.

Выбор толщины термомагнитного материала (с ц€шью исключения выхода силовых линий магнитного поля постоянного магнита за габариты термошунта) можно определить из соотношения

.,,

40 где 1 и 1 - соответственно внутренняя и наружная длина силовых линий, замыка-; ющихся по термошунту; Н - напряженность поля тро45гания, при котором начинается намагничивание термомагнитного материала; F - намагничивающая сила

50постоянного магнита.

При условии F . 1 Н поле магнита замыкается по внутренним слоям термомагнитного материала, при этом 5g исключается выход поля магнита за габариты термошунта.

Внешний диаметр магнита выбирают меньше диаметра термошунта и сердечника, чтобы силовые линии замыка™

лись по термошунту и сердечнику запоминающегося дросселя. Таким образом, обеспечивается замкнутый термозависимый магнитный поток через сердечник запоминающего дросселя без выхода силовых линий поля за габариты датчика, что позволяет исключить влияние конструкций из ферромагнитных материалов на результат измерения.

Формула изобретения

Датчик температуры, содержащий- постоянный магнит, термомагнитный шунт и запоминающий дроссель, состоящий из осесимметричного замкнутого

Составитель Е.Рязанцев Редактор А.Ревин Техред А.Кравчук

Заказ 3272/36 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

3269094

сердечника из ферромагнитного материала с прямоугольной петлей гистерезиса и обмотки считывания, причем постоянный магнит установлен на основании запоминающего дросселя соос- но с ним и термомагнитным шунтом, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности измерения температуры поверхности объектов, изготовленных из ферромагнитных Материалов, постоянный магнит выполнен в виде намагниченного в радиальном направлении кольца, термомагнитный шунт - в виде дискаj а меяэду торцами постоянного магнита и термомагнитного шунта введена термоизолирующая прокладка.

10

15

Корректор А.Тяско

Изобретение относится к средствам измерения температуры. Цель изобретения - повьшение точности измерения температуры поверхности объектов, изготовленных из ферромагнитных ма териалов. Датчик содержит дроссель 1, кольцевой магнит 2, теплоизолирующие прокладки 3 и термомагнитный диск 4. Введение новых элементов позволяет обеспечивать замкнутый терноэави- симый магнитный поток через сердечник дросселя 1 без выхода силовых ЛИНИЙ поля за габариты датчика,-что позволяет искГлючить влияние конструкций из ферромагнитных материалов на :результат измерения. 1 ил.