Устройство для измерения температуры Советский патент 1988 года по МПК G01K5/50 

if -А .

llO

-Л

zl2

. - /

JS

±6. -17

ю ел

4

а оо

Изобретение относится к технике измерения температуры и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, в том числе в химической промышленности.

Цель изобретения - упрощение устрой- ства и повышение чувствительности.

На чертеже изображено устройство для измерения температуры.

Устройство состоит из герметичной прозрачной ампулы 1 с жидкостью, поплав- 10 ка с регулировочными грузами 2 и индикатора 3 перемещения поплавка. Объемная доля одного из регулировочных грузов выбрана из условия

V Ро-2а,-р; -Ebip,- Хр ,

объем жидкости в ампуле - из условия

V --- УО (Зр АТи+1) -Уо ЗрДТк ° аДТи + 1

начало отсчета индикатора перемещения поплавка совмещено с уровнем жидкости, а

15

Например, в стеклянную ампулу с притертой пробкой высотой 300 мм и диамет ром 15 мм, заполненную четыреххлористым углеродом, помещают щайбу из эбонита диаметром 10 мм и высотой 5 мм с приклеенным к одному из ее торцов слоем порошкообразного титана до получения равной плотности с четыреххлЬристым углеродом при температуре, например, 20°С.

Индикатор перемещения поплавка выполнен в виде щкалы, нанесенной на поверхность ампулы.

Устройство работает следующим образом.

При температуре То, равной нижнему пределу измерений, плотность поплавка равна плотности жидкости в верхней части ее столба, поэтому поплавок, будучи полностью погруженным в жидкость, занимает устойчивое положение в верхней части столба жидкости.

При увеличении температуры на ДТ плотности жидкости и поплавка уменьшаются в различной степени. В результате нарушения баланса плотностей поплавок начинает перемещаться вниз, в область частей жидкости с большей плотностью, и при достивысота столба жидкости выбрана в соот- 35 жидкости равной плотности

поплавок занимает новое устойчивое положение, условием которого является равенство плотностей поплавка и жидкости, т.е. каждой температуре в измеряемом интервале соответствует определенное положение поплавка. Величина перемещения поплавка является линейной функцией температуры.

20

ветствии с соотношением

h( -

(а-Зр) -сСК-Ю pog(K-КГ

АТи

30

где ро

Формула изобретения Устройство для измерения температуры.

плотность жидкости в верхней части ее столба при температуре То, равной нижнему пределу измерений; а,, рГ- объемные доли и плотности материалов с большей, чем у жидкости, плотностью при температуре То; 35 содержащее прозрачную герметичную ам

Ь,-, рГ- объемные доли и плотности материалов с меньшей, чем у жидкости, плотностью при температуре TQ; Хр и РР-объемная доля и плотность одного

пулу, заполненную жидкостью, в которую погружен поплавок, выполненный из-материала с плотностью, меньшей плотности жидкости, и индикатор перемещения попиз регулировочных грузов соответ- ,, отличающееся тем, что, с целью уп- LJ „;;„ o,,o-;j,, т..40 рощения устройства и повышения чувствительности, в нем поплавок, выполненный из материала с коэффициентом сжимаемости, меньшим коэффициента сжимаемости жидкости, снабжен регулировочными грузами с плотностью, большей плотности жидкости, объемная доля одного из которых выбрана из условия

ДТи-интервал измеряемых температур;

Р, р -температурные коэффициенты лиственно при температуре То; РР - плотность одного из регулировочных грузов при температуре То;

Vo , Vo,

объемы ампулы, жидкости и поплавка при температуре То;

45

РО-Safpi-Sb,-pi

неиного расширения поплавка и ампулы;

а - температурный коэффициент объемного расширения жидкости;

h - высота столба жидкости;

g - ускорение свободного падения; , К - коэффициенты сжимаемости жидкости и поплавка;

С - тангенс угла наклона касательной к кривой зависимости давление - температура диаграммы состояния жидкости при температуре То.

Формула изобретения Устройство для измерения температуры.

ержащее прозрачную герметичную ам

Хр

РО-Safpi-Sb,-pi

50

Рр

объем жидкости в ампуле выбран из ус- лОвия

55

Vo

Уо звАТн+1) .

аДТн + 1

начало отсчета индикатора перемещения поплавка совмещено с уровнем жидкости.

а высота столба жидкости выбрана в соответствии с соотношением

h-(а-зр)-с(К-Юд-г„

pogCK-KT)

плотность жидкости в верхней части ее столба при температуре То, равной нижнему пределу измерений; объемные доли и плотности материалов с большей, чем у жидкости, плотностью при температуре То; объемные доли и плотности материалов с меньшей, чем у жидкости, плотностью при температуре То;

объемная доля и плотность одного из регулировочных грузов соответственно при температуре То;

0

РР - плотность одного из регулировочных

грузов при температуре То; Vo , Vo,

объемы ампулы, жидкости и поплавка при температуре То;

АТи- интервал измеряемых температур; р, р - температурные коэффициенты линейного расширения поплавка и ампулы;а - температурный коэффициент объемт

ного расширения жидкости; h( - высота столба жидкости; g - ускорение свободного падения; К, 1С- коэффициенты сжимаемости жидкости и поплавка;

С - тангенс угла наклона касательной к кривой зависимости давление - температура диаграммы состояния жи,лг кости при температуре То.

Изобретение относится к термометрии и позволяет упростить устройство и повысить его чувствительность. В прозрачной герметичной ампуле 1 с жидкостью размещен поплавок, выполненный из материала с коэф. сжимаемости, меньшим коэф. сжимаемости жидкости. Регулировочные грузы 2 имеют плотность, большую, чем плотность жидкости. При изменении измеряемой т-ры нарушается баланс плотностей, что приводит к перемещению поплавка, фиксируемому индикатором 3. Приведены соотношения, в соответствии с которыми выбираются объемная доля одного из грузов, высота столба жидкости и объем жидкости в ампуле 1. 1 ил.