Датчик температуры Советский патент 1989 года по МПК G01K5/62 

CffuS i

Изобретение относится к измериельной технике, а именно к устройствам для измерения и регистрации фиксированных значений температур, и может найти применение в устройствах аварийного отключения объектов, тем- пер|атура которьк превысила допустимые нормы.

|Цель изобретения - повышение надеж- нос|ти и расширение диапазона измерений.

На фиг.1 изображен предлагаемый датчик т.емпературы; на фиг.2 - вариант выполнения узла датчика с магни- то1 роводом в виде двух пластин калиброванной толщины, каждая из которые расположена в плоскости полюса постоянного магнита; на фиг.З - конг струкция свободного конца язычка в виЬе тавра, полка которого занимает нейтральное положение по отношению к олюсам постоянного магнита.

: Датчик температуры содержит,.сим-.. меЬично изогнутую относительно сере- дийы биметаллическую пластину 1, пьезопластину 2, установленную вдоль оси симметрии биметаллической пластины 1 и жестко закрепленную одним концом на основании 3 в одной плос- кбсти с биметаллической пластиной, которая снабжена язычком 4, обращенным в сторону пьезопластины. При этом

т4рцы свободных концов пьезопластины 2 и язычка 4 установлены с зазором nriyr относительно друга. К свободно- м4 концу пьезопластины 2 прикреплен постоянный магшт 5 в виде бруска с параллельными гранями. Постоянный MiirHHT 5 прикреплен к свободному концу-пьезопластины 2 так, что его магнитная ось ориентирована (лежит) в плоскости изгиба биметаллической п,йастины 1, а свободньй конец языч-,

ка 4 имеет возможность перемещаться над ним от одного полюса к другому.

Для обеспечения дискретной перестройки, датчика в требуемом температурном диапазоне работы на фиг.i

изображен узел, в котором границы

срабатывания датчика задаются двумя пластинами (магнитопроводом) 6 ка- диброванной толщины из ферромагнитного материала, каждая из которых расположена в плоскости полюса постоянного магнита и УДеР дами магнитного поля,.но может иметь и дополнительньй вид крепления, например, с помощью клея. В общем слу10

15

20

25

30

35

40

5

0

5

0

5

50

55

чае магнитопровод 6 может представлять собой пакет пластин калиброванной толщины из ферромагнитного материала, располагаемый как по одну, так и по обе стороны полюсов магнита, при этом дискретность регулировки зависит от выбранной толщины пластины.

Для получения дополнительной (нейтральной) устойчивой температурной точки срабатывания на фиг.З изображен узел датчика, в котором свободный конец язьика 4 вьгаолнен в виде тавра. При этом ширина полки его равна межполюсному расстоянию магнита 5. В случае использования магнито- провода 6 ширину полки тавра увеличивают на суммарный размер толщины пластины.

Датчик температуры работает следующим образом.

В исходном состоянии, в зависимости от температуры основания 3 (фиг.Or положение свободного конца язычка 4 фиксируется полем постоянного магнита 5 над одним из его полюсов. В процессе повьшения (понижения) температуры основания 3 датчика повы- |шается (понижается) и температура биметаллической пластины 1, жестко заделанной своими концами в основании 3. Пластина 1, изгибаясь от воздействия температуры, перемещает свободный конец язычка 4 в сторону другого полюса магнита 5. В начале это перемещение имеет плавньй характер, сдерживаемое упругими силами материала язычка 4 и магнитным полем полюса магнита 5, над которым в данный момент находится свободньй конец язычка, но при определенном значении температуры (в результате преобладающего влияния магнитного поля другого полюса) свободньй конец язычка 4 скачком переходит и занимает фиксированное положение над этим полюсом (триггерньй эффект), при этом пьезо- пластина 2 вырабатьгеает импульсньй электрический сигнал одной полярности.

При понижении (повьшении) температуры описанньй процесс повторится в обратном направлении, а пьезоплас- тина 2 вырабатывает импульсньй электрический сигнал другой полярности.

Температурньй диапазон работы датчика зависит от расстояния между плоскостями полюсов постоянного магнита 5. Введение в конструкцию датчика магнитопровода 6 в виде пластин калиброванной толщины из ферромагнитт кого материала, как это показано на фиг.2, позволяет, в частности, расширить температурный диапазон работы датчика за счет увеличения межполюсного расстояния магнитной системы.

полнен в виде тавра, ширина полки которого имеет размер, равный расстоянию между плоскостями полюсов постоянного магнита.

При изготовлении датчика, в частности язычка с заданными упругими свойствами, имеется возможность варьировать выбором не только мате (J UrtLi l - r «l lit .%,- ,..-- -гf - Фрагмент конструкции датчика, по- ю риала, но и конструктивными призна .. . «..«ч Ачлт т лиат иыТТ4ПГГ

казанный на фиг.З, предусматривает возможность получения дополнительной (нейтральной) устойчивости температурной точки срабатьтания за счет придания свободному концу язычка 4 формы тавра. При этом нейтральность положения достигается выбором ширины полки тавра, равной межполюсному расстоянию, при котором силы взаимодействия магнитного поля полюсов с полкой тавра уравновешиваются. Это равновесие нарушается при дальнейшем перемещении язычка 4, вызванное изгибом биметаллической пластины 1. При этом, в зависимости от того, увеличивается или уменьшается температура основания 3, полка тавра скачком переходит и занимает положение, при котором одна из боковых плоскостей ее фиксируется над соответствующим, полюсом магнита 5, а пьезопластина 2 при каждом срабатывании вырабатывает импульсный электрический сигнал определенной полярности. При этом исключается механи-г. ческая связь (трение) между язычком 4 и пьезопластиной 2, что обеспечивает повышение надежности датчика.

Конструкция датчика определяет возможность, во-первых, обеспечения перестройки его на требуемый темпе- ратурньш диапазон работы с заданными границами срабатывания за счет усками: во-первых, из ферромагнитного материала может быть вЕЛТолнен только свободный конец язычка, во-вторых, в плоскости изгиба язычок может быть 15 выполнен гофрированным, в-третьих, язычок может быть сменным.

Формула изо

бретения

20

1. Датчик температуры, содержащий биметаллическую, термочувствительную пластину с язычком, свободно распо- ложенным по оси ее симметрии, и жест ко закрепленными концами и пьезоплас 25 тину с одним жестко закрепленным кон цом и другим свободным и обращенным в сторону язычка термочувствительной пластины, отличающийся тем, что,.с целью повышения надежно 30 ти, он снабжен, постоянным магнитом, прикрепленным к свободному концу пьезопластины, при этом магнитная ось постоянного магнита ориентирова на в плоскости изгиба биметаллическ .. пластины, а торцы свободных концов язычка и пьезопластины установлены с зазором друг относительно друга, при этом язычок выполнен из ферромагнитного материала.

2. Датчик ПОП.1, отличаю щийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, на полюсах постоянного магнита установлен магнитопровод в виде пакета пластин

40

границами срабатывания за счет ус- :1; б;ованиой толпщны, выполненных тановки магнитопровода на полюса пос- 45 .ГГма риала.

тоянного магнита, при этом магнитопровод выполнен в виде одной или нескольких (набранных в пакет) пластин калиброванной толщины из ферромагнитного материала, вогвторых, обеспечения возможности работы датчика в системах трехпозиционного регулирования температуры, вьшолненных по схеме мало-норма-много за счет того, что свободный конец язычка вы(из ферро гагнитного материала.

3. Датчик ПОП.1, отличаю щ и и с я тем, что свободный конец язычка выполнен в виде тавра, шири

50 полки которого равна расстоянию меж плоскостями полюсов постоянного ма нита.

4 Датчик ПОП.1, отличаю щийся тем, что язьиок в плоск

55 ти изгиба выполнен гофрированным.

полнен в виде тавра, ширина полки которого имеет размер, равный расстоянию между плоскостями полюсов постоянного магнита.

При изготовлении датчика, в частности язычка с заданными упругими свойствами, имеется возможность варьировать выбором не только мате- -гf - риала, но и конструктивными призна риала, но и конструктивными призна.. . «..«ч Ачлт т лиат иыТТ4ПГГ

ками: во-первых, из ферромагнитного материала может быть вЕЛТолнен только свободный конец язычка, во-вторых, в плоскости изгиба язычок может быть 15 выполнен гофрированным, в-третьих, язычок может быть сменным.

Формула изо

бретения

0

1. Датчик температуры, содержащий биметаллическую, термочувствительную пластину с язычком, свободно распо- ложенным по оси ее симметрии, и жест ко закрепленными концами и пьезоплас- 5 тину с одним жестко закрепленным концом и другим свободным и обращенным в сторону язычка термочувствительной пластины, отличающийся тем, что,.с целью повышения надежнос- 0 ти, он снабжен, постоянным магнитом, ,. прикрепленным к свободному концу пьезопластины, при этом магнитная ось постоянного магнита ориентирова-- на в плоскости изгиба биметаллической .. пластины, а торцы свободных концов язычка и пьезопластины установлены с зазором друг относительно друга, при этом язычок выполнен из ферромагнитного материала.

2. Датчик ПОП.1, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, на полюсах постоянного магнита установлен магнитопровод в виде пакета пластин

40

:1; б;ованиой толпщны, выполненных 45 .ГГма риала.

:1; б;ованиой толпщны, выполненных 45 .ГГма риала.

(из ферро гагнитного материала.

3. Датчик ПОП.1, отличаю - щ и и с я тем, что свободный конец язычка выполнен в виде тавра, ширина

50 полки которого равна расстоянию между плоскостями полюсов постоянного магнита.

4 Датчик ПОП.1, отличающийся тем, что язьиок в плоскос55 ти изгиба выполнен гофрированным.

N

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах аварийного отключения объектов, температура кото- рьпс превысила допустимые нормы. Цель изобретения - повышение надежности и расширение диапазона измерений. Датчик температуры содержит симметрично изогнутую относительно середины биметаллическую пластину 1, пьезо- пластину 2 и основание 3. Торцы свободных концов пьезопластины 2 и язычка 4 биметаллической пластины 1 установлены с зазором друг относительно друга. Постоянный магнит 5 прикреплен к свободному концу пьезопластины 2. В зависимости от температуры основания 3 положение свободного конца язычка 4 фиксируется полем постоянного магнита 5 над одним из его полюсов. При этом исключается трение между язычком 4 и пьезопластиной 2. Магнитопровод в виде пакета пластин калиброванной толпщны из ферромагнитного материала обеспечивает расширение диапазона измерения. 3 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л

r

cfjus.Z

CfJUS.S