Устройство для измерения прогрева и уноса теплозащитного материала Советский патент 1988 года по МПК G01K7/04 

Изобретение, относится к термометрии и может быть использовано при теплофиэическйх исследованиях теплозащитных материалов (ТЗМ).

Цель изобретения - повьшение точности измерения путем увеличения информативности с единицы площади устройства.

В конструкции устройства обеспе чено размещение большого количества термопар с изотермическими участками, расположенными на разных уpoBti нях, при незначительном увеличении диаметра, что позволяет уменьшить дискретность измерения прогрева и уноса и повысить его точность.

На чертеже показано устройство для измерения прогрева и уноса ТЗМ.

Устройство содержит корпус 1 в виде ступенчатого цилиндра. Счет ступеней ведется, начиная с верхней ступени 2 наименьшего диаметра, образующей торец корпуса. На каждой кольцевой ступени 3-6 выполнены уступы 7 с торцовой поверхностью 8 в виде части кольца и шириной, равной ширине ступени, расположенные на разных уровнях по ее высоте. Плоскость боковой грани 9 каждого уступа 7 перпендикулярна плоскости его торца. Количество уступов на ступени на единицу меньше ее порядкового номера в последовательности ступеней, начиная с верхней ступени 2. Например, на третьей ступени 4 имеется два уступа 7,- на пятой ступени 6 - четыре.уступа 7.

Внутри корпуса 5 размещены Термопары с изотермическими участками 10 и 11, расположенными каждьш по дуге средней окружности торцовой поверх- ности соответствующей ступени и ус-тупа, причем длина каждого уступа 7 равна длине изотермического участка 11 термопары. Термоэлектроды, каждой термопары покрыты электроизоляцией и вьшедены в виде кабеля 12.

Введение уступов на кольцевых ступенях, а также выполнение уступов с боковой гранью, перпендикулярной их торцам, для обеспечения минимально допустимой длины изотермического участка-62,5d (где d - диаметр термо злектродов) с учетом электроизоляции и расстояния между отверстиями под термоэлектроды позволяет соответственно в пределах одной ступени по ее высоте в а также на калсдой ступени

5

0

5

0

5

0

5

0

5

разместить большее количество термопар .

Например, при семи ступенях диаметр устройства для d 0,2 мм составит 32 мм, при этом в корпусе размещаются 28 термопар на разных уровнях. В общем случае увеличение диаметра устройства с увеличением количества ступеней составляет 4 мм, а рост количества термопар с изотермическими участками, начиная с четвертой ступени, превышает 4 шт., т.е. с четвертой ступени устройства гр.аднент q ,1 I EMonasa

uD мм .

где йК - прирост количества термопар в устройстве; &Da - прирост диаметра устройства.

Устройство работает следующим образом.

Для проведения измерений корпус 1 вводится в исследуемый ТЗМ без пустот и зазоров по боковой поверхности, поверхностям ступеней и уступов. При воздействии на ТЗМ высокотемпературного газа происходит прогрев корпуса 1, выполненного из исследуемого материала, при этом начинает прогреваться термопара с изотермическим участком 10, а в-последующем - и остальные термопары, изотермические участки 10 и И которых расположены на ступенях 3-6 и уступах 7, регистрируя прогрев материала по глубине. Когда температура поверхности .ТЗМ достигнет температуры разрушения, начинается его унос, при этом термопары выходят на поверхность и разрушаются. По размыканию электрической- цепи, в момент разрушения термопар, зная глубины их залегания, определяют унос ТЗМ.

Наличие изотермических участков в термопарах позволяет исключить погрешность за счет-стока тепла по термоэлектродам, а электроизоляция исключает погрешность измерения темпера.- туры за счет Е1унтирова1-тя термоэлектродов .

По мере уноса ТЗМ разрушающаяся поверхность поочередно проходит через поверхность первой ступени 2, затем через поверхности уступов 7 второй кольцевой ступени 3, поверхности уступов 7 третьей ступени 4 и т.д. При этом термопары последовательно

314

прогреваются и разрушаются. Расположение на одной кольцевой ступени- 3-6 нескольких уступов 7 с изотермическими участками термопар позволяет уменьшить интервал по времени между сигналами термопар.

Конструкция устройства благодаря наличию ступеней 2-6 и уступов 7 оказывает значительное сопротивление протоку высокотемпературного газа а уступы 7, кроме того, упрочняют корпус 1.

Формула изобретения

Устройство для измерения прогрева и уноса теплозащитного материала, содержащее цилиндрический корпус, выполненный ступенчатым, с уменьше- нием диаметра от нижней кольцевой .ступени к верхней, образующей торец корпуса, и размещенные внутри него

15078

термопары

с изотермическими участка

ми, причем на торцовой поверхности каждой ступени по дуге средней окружности расположен изотермический участок соответствующей термопары, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в нем на каждой кольцевой ступени выполнены уступы с торцовой поверхностью в виде части кольца, на которой размещен изотермический участок термопары, и шириной, равной ширине ступени, расположенные на разных . уровнях по ее высоте, при этом плоскость боковой грани каждого уступа перпендикулярна плоскости его торца, длина уступа равна длине изотермического участка термопары, а количество уступов на кольцевой ступени на единицу меньше ее порядкового номера в .i последовательности ступеней, начиная с верхней.

-Изобретение относится к термо- метрии и позволяет повысить точность измерения путем увеличения информативности с единицы площади устройства. На каждой кольцевой ступени 3-6 цилиндрического корпуса 1 из исследуемого теплозащитного материала .(ТЗМ) выполнены уступы 7 с торцовой поверхностью 8 в виде части кольца и шириной, равной ширине ступени , . расположенные на разных уровнях по ее высоте. Количество уступов 7 на ступени на единицу меньше ее порядкового номера в последовательности ступеней, начиная с верхней ступени 2. При воздействии на ТЗМ, в который вводится устройство, высокотемпературного газа происходит прогрев корпуса 1. С помощью термопар с изотермическими участками 10,11, расположенными каждый по дуге средней окружности торцовой поверхности соответствующей ступени и уступа, регистрируют прогрев ТЗМ по глубине. Когда температура достигает температуры разрушения ТЗМ, начинается его унос. При этом последовательно разрушаются термопары на разных уровнях. По раз- ыканию злектрической цепи термопар в момент их разрушения, зная глубины залегания, определяют унос ТЗМ. В конструкции обеспечено размещение большого количества термопар с изотермическими участками, расположенными на разных уровнях, при незиа- читальном увеличении диаметра KOpnjr- са I, что позволяет уменьшить дис кретность измерения. I ил. Ю (f) С :л о 00 /f