Датчик уноса теплозащитного материала Советский патент 1988 года по МПК G01K7/02 G01K7/04 

/

О)

Од СО

ю

00

со

4

N)

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано при измерении уноса и прогрева теплозащитного материала (ТЗМ), применяемого в доменном производстве, в области теплофизических исследований, в машиностроении.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем регистрации распространения фронта прогрева.

На чертеже показан датчик уноса.

Устройство содержит образец 1 из исследуемого теплозащитного материа ла, горяч ий спай 2 термопары, состоящей из прямого термоэлектрода 3 и второго термоэлектрода 4, имеющего прямь1е- участки 5 и чередующиеся с низает). В момент размыкания цепи регистрируется факт прохождения фронта уноса ТЗМ через заданную известную

координату.

По мере дальнейшего продвижения фронта прогрева ТЗМ наступает момент, когда изотерма с определенной температурой, равной температуре плавления

дополнительного термоэлектрода 8,

достигает его П-образного участка 10. Термоэлектрод 8 плавится и, поскольку расстояние между П-образным участком 10 и прямым термоэлектродом 3 мило

(0,025-0,050 мм), через ванну расплава замыкает электрическую цепь с термоэлектродом 3. В этот момент с токо- выводов 12 и 13 снимается термоЭДС, пропорциональная температуре прогрева

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить функциональные возможности устр-ва путем регистрации распространения фронта прогрева. Термопара датчика состоит из прямого термоэлектрода (ТЭ) 3 и ТЭ 4 в виде чередующихся прямых 5 и изогнутых 6 участков. П-образные участки 10 дополнительного ТЭ 8 обращены к прямому ТЭ 3 в области изогнутых участков 6 ТЭ 4. Материал дополнительного ТЭ 8 выбирают из условия, что в паре с ТЭ 3 термопары он обеспечивает макс. термоЭДС, соответствующую заданной т-ре изотермы. Расстояние между П-образными участками 10 и ТЭ 3 равно расстоянию-между последним и прямыми участками 5 ТЭ 4. 1 ил.

ми изогнутые участки 6, прямые отрез- 20 ТЗМ.

ки которых размещены в некоксующеися теплоизоляции 7, дополнительный термоэлектрод 8 с последовательно чередующимися линейными 9 и П-образными участками 10, обращенный последними к прямому термоэлектроду 3 в области изогнутых участков 6 второго термоэлектрода, токовыводы 11 и 12 термо- .пары, токовывод 13 дополнительного термоэлектрода 8. Устройство устанавливают в исследуемый ТЗМ 14 заподлицо с его внешней поверхностью.

Датчик работает следующим образом.

При воздействии высокотемпературного газового потока горячий спай 2 термопары нагревается, ее показания фиксируются с помощью регистратора (на чертеже не показан), соединенного с термопарой .через токовыводы 11 и 12. По мере уноса ТЗМ 14. и, соответ- ственно, образца 1 горячий спай 2 разрушается, но когда температура газового потока превьшшет. температуру плавления термоэлектродов 3 и 4, начинается регенерация (восстановление) горячего спая термопары за счет близкого расстояния (0,025-0,050 мм) между прямым термоэлектродом 3 и соответствующим прямым участком 5 второго термоэлектрода 4, и регистрируется термоЭДС, пропорциональная температуре разрушения исследуемого ТЗС;

Когда фронт разрушения ТЗК достигает изогнутого участка 6, прямой от резок которого расположен .на большем .расстоянии от прямого тврмоэлектрода и размещен в некоксующейся теплоизоляции 7, электрическая цепь размыкается (выходной сигнал термопары исче

5

0

5

Q ,

0

5

Если прямой термоэлектрод 3 термопары выполнен из хромела, второй термоэлектрод 4 - из алюмеля, а дополнительный термозлектрод 8 - из копеля, то в момент замыкания цепи через П- образный участок 10 дополнительного термоэлектрода, максимальная температура будет равна и соответствовать температуре искомой изотермы. В дальнейшем электрическая цепь снова разрушается, так как П-образный участок 10 имеет конечную длину меньше длины соответствующего участка второго термоэлектрода 4.

Затем фронт прогрева и уноса, соответственно, проходит через линейный участок 9 дополнительного термозлект- рода и изогнутый участок 6 термоэлекг трода 4. При выходе фронта уноаа на прямой участок 5 электрическая цепь - вновь замыкается путем восстановления горячего спая 2 термопары на этом участке, чередующемся с изогнутым участком 6.

Температура на регистраторе составит 1200 С, что соответствует типам термоэлектродов 3 и 4.

По мере дальнейшего продвижения фронта прогрева и фронта уноса ТЗМ весь цикл размыкания электрической цепи и ее замыкания повторяется с последующим восстановлением горячего спая 2 термопары на соответствующем прямом участке 5. Зная координаты или глубины залегания границ прямых 5 и изогнутых участков 6 термопары и дополнительного гермоэлектрода 8, можно с достаточной точностью регистрировать унос ТЗМ (фронт продвижения

313

поверхности разрушения) и перемещение внутри ТЗМ изотермы с заданной температурой (фронт прогрева).

В общем случае материал дополни- тельного термоэлектрода 8 выбирают таким образом, что в паре с прямым термоэлектродом 3 термопары он должен дать максимальную термоэлектродвижущую силу, соответствующую заданной температуре изотермы. Например, для регистрации изотермы с температурой 1300 С в термопаре с прямым термоэлектродом 3 (платинородий (ПР-30) и

вторым термоэлектродом А (платиноро- 5 дополнительного термоэлектрода и пря- дий ПР-6) дополнительный термоэлект- род 8 может выполнен на основе платины Пл Т.

мым термоэлектродом равно расстоянию между последним и линейными участками второго термоэлектрода, а длина П-об- разных участков дополнительного терт- о- моэлектрода меньше длины соответствующих участков второго термоэлектрода, при этом температура плавления дополнительного термоэлектрода ниже темпет ратуры плавления прямого термоэлект- О рода.

Формула изобретения

Датчик уноса теплозащитного материала по авт. св. № 885823, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможное- 25

тей путем регистрации распространения фронта прогрева, в него введен дополнительный термоэлектрод с последовательно чередующимися линейными и П- образными участками, расположенный относительно прямого термоэлектрода со стороны, противоположной размещению второго термоэлектрода с изогну тыми участками, и обращенный П-образ- ными участками к прямому термоэлектроду в области изогнутых участков второго термоэлектрода, причем расстояние между П-образными участками

дополнительного термоэлектрода и пря-

мым термоэлектродом равно расстоянию между последним и линейными участками второго термоэлектрода, а длина П-об- разных участков дополнительного терт- о- моэлектрода меньше длины соответствующих участков второго термоэлектрода, при этом температура плавления дополнительного термоэлектрода ниже темпет ратуры плавления прямого термоэлект- О рода.