Устройство для поверки прибора измерения температуры Советский патент 1989 года по МПК G01K15/00 

СЛ

О 05

to

Cfi

со

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для исследования характеристик аспирационных датчиков лучистого тепла, в том числе измеряющих радиационную температуру помещения. Цель изобретения - повышение эффективности устройства за счет обеспечения поверки прибора для измерения радиационной температуры в помещении. В режиме поверки погрешность определяется путем сравнения показаний термопар 7, укрепленных на зачерненных внутренних стенках 6 измерительной камеры 1, и исследуемого прибора. В выходном отверстии 16 измерительной камеры 1 смонтирован экран 5, выполненный из теплоизоляционного материала в виде тела вращения, например, с образующей в виде лемнискаты. Экран 5 перекрывает выходное отверстие 16 и образует с ним канал 19 для выпуска воздуха, причем площадь живого сечения канала 19 в месте наибольшего сужения не менее площади выходного отверстия 16. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

туры 7, укрепленных на зачерненных внутренних стенках 6 измерительной ка меры 1 ,и исследуемого прибора.В выходном отверстии 1 6 измерительной камеры 1 смонтирован экран 5,выполненный из теплоизоляционного материала в виде тела вращения, например, с образую

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для исследования характеристик аспирацион- ных датчиков лучистого тепла, в том числе) измеряющих радиационную температуру помещения

Цель изобретения - повышение зф- фективности устройства за счет обеспечения поверки прибора для измерения радиационной температуры в помещении о На фиг о 1 изображено предлагаемое устройство с разделенными стенками и нагревателем; на фиг„ 2 - то же, со стенками и нагревателем, выполненными из электропроводного материала

Устройство состоит из полой цилиндрической измерительной камеры 1, смесительной емкости 2, нагревателя 3, теплоизоляционного кожуха 4 и экрана 5, Внутренние стенки 6 измерительной камеры 1 зачернены и на них закреп- соединенные собой, (соединение не показано) датчики 7 тем- пературьи Входное отверстие 8 рительной камеры 1 соединено с патрубком 9 прибора для измерения радиационной температуры, содержащего также вентилятор 10, подсоединенный нагнетающей частью к патрубку 9, нагреватель 11 воздуха, расположенную внутри патрубка 9 экранированную термо- цару 12 и расположенную вне патрубка 9 термопару 13, вмонтированную в зачерненный нагревателышй элемент 14, который расположен по оси патрубка 9 на расстоянии от него, равном 1-5 диаметрам патрубка 9 Длина измерительной камеры 1 составляет не менее девяти диаметров патрубка 9 о Смесительная емкость 2 заполнена жидкостью и в ней размещены смесители 1 В выходном отверстии 16 измерительной камеры 1 смонтирован экран 5,вы

полненный из теплоизоляционного материала в в.нде тела вращения, например, с образующей в виде лемнискаты (фиг. 1 ), Внутренняя поверхность 17 экрана 5 за-, чернена, а наружная поверхность 18 вы

6299

щей в виде лемнискаты Экран 5 пере- крьтает выходное отверстие 16 и образует с ним канал 19 для выпуска воздуха, причем площадь живого сечения канала 19 в месте наибольшего сужения не менее площади выходного отверстия 16. 1 3„п о ф-лы, 2 ил о

5

0

25

30

4045Q

35

55

-, полнена зеркальной о Экран 5 перекрывает выходное отверстие 16 и образует с ним канал 19 для выпуска воздуха, причем площадь живого сечения канала 19 в месте наибольшего сужения должна быть выбрана не менее площади выходного отверстия 16о При изготовлении упрощенной конструкции внутренние стенки 6 и нагреватель 3 могут быть объединены в одно целое и выполнены из электропроводного материала 20, а экран 5 изготовлен в виде конуса (фиг о2)о Крепление экрана 5 к внешней поверхности теплоизоляционного кожуха 4 осуществляется несколькими (предпочтительно тремя) крошптейнами 21, не загораживающими при этом канал 19 о

Устройство предназначено для работы в двух режимах - поверки и тарировки прибора для измерения радиационной температуры

В режиме поверки должна быть проверена работоспособность прибора путем установления соответствия фактической и паспортной погрешности его измерений в рабочем диапазоне Поверку проводят следующим образом Входное отверстие 8 измерительной камеры 1 соединяют с патрубком 9 прибора, включают вентилятор 10, нагреватель 3, смесители 15 емкости 2 (или подают напряжение на электропроводный материал 20) и следят за изменением фиксируемой датчиками 7 температуры средней температуры внутренних стенок

6измерительной камеры I, При выходе на стационарный режим, характеризуемый постоянством показаний датчиков

7температуры, включают нагреватель

11 воздуха и до тех пор увеличивают подаваемую на него мощность, пока не сравняются показания термопар 12 и 13о Разность показаний этих термопар и датчиков 7 температуры характеризует фактическую погрешность прибора при установленной нагревателем 3 температуре внутренних стенок 6 измерительной камеры 1, Описанные операции повторяют для различных температур внутренних стенок 6 во всем рабочем диапазоне измерения радиационной температуры прибора. Если хотя бы при одной температуре внутренних стенок фактическая погрешность превышает паспортную, данный экземпляр прибора для измерения радиационной темпе- pa-pypfei не пригоден к эксплуатациИо Исходя из целей замера радиационной температуры в качестве паспортной погреганости целесообразно принять 0,5 С, а в качестве рабочего диапазона - интервал от фактической температуры воздуха в камеральном помещении до 60-8П°Со Минимальное количество замеров погрешности - три - в начале, середине и конце рабочего диапаз-она.

В режиме тарировки должен быть получен тарировочный коэффициент, используемый при определении радиационной температуры прибором в тех случаях, когда температура воздуха помещения превьпиает радиационную температуру, причем значения этого коэффициента должны быть получены в ра-

бочих диапазонах измерения как радиа- ЗО онную температуру, а также исключено ционной температуры, так и температу- влияние внешних источников тепла на ры воздуха помещения. Тарировку про- устройство. Устройство не должно ока- водят следующим образом Включают вен- зывать существенного влияния на аэротилятор 10, нагреватель 11 воздуха, смесители 15 и выводят на стационарный режим температуру внутренних стенок 6 измерительной камеры 1„ Затем плавно увеличивают мощность, подаваемую на нагревательный элемент 14, пока не сравняются показания термопар 12 и 13, и определяют тарировочный коэффициент К из соотношения

N

К

( tJ(0,8UO,01t:)

N

мощность, подаваемая на нагревательный элемент 14 температура, регистрируемая термопарами 12 и 13; температура внутренних стенок 6 измерительной камеры 1, замеряемая датчиками 7 температуры.

Описанные операции повторяют для различных температур воздуха, проходящего через измерительную камеру 1, в рабочем диапазоне измерения прибором температуры воздуха помещения.

что обеспечивается различной мощргостью, подаваемой на нагреватель II воздуха и для различных те тератур внутрен- ней поверхности 6 измерительной камеры 1 в рабочем диапазоне измерения прибором радиационной температуры, что обеспечивается различной мошно- стью, подаваемой на нагреватель 3,

Для обеспечения поверки и тарировт ки прибора при измерении радиационной температуры должны выполняться следующие условия. Поверхности, ок- ружаюгтие термопару 13, должны быть

термоконстантными (в этом случае радиационная температура равна температуре этих поверхностей)р Эти поверхности должны иметь максимальный коэффициент излучения. Влияние излучения остальных поверхностей должно быть сведено к допустимому минимуму (это обеспечивает корректность измерений). Должен проводиться замер средней теьтературы термоконстантных

поверхностей. Должна быть обеспечена возможность изменения температуры этих поверхностей и сведено к минимуму влияние теплового потока от устройства на лрибор, измеряющий радиаци

инамическую схему прибора

Первое условие обеспечивается либо выполнением внутренних стенок 6 измерительной камеры 1 из электропроводного материала 20, либо размещением за этими стенками заполненной жидкостью емкости 2 со смесителями 15,

Второе условие обеспечивается тем, что внутренние стенки 6 измерительной камеры 1 зачернены,

i,

Третье условие обеспечивается тем, что длина цилиндрической измерительной камеры 1 составляет не менее девяти диаметров патрубка 9, Действительно, принимая паспортную погрешность прибора равной С1,5°С, устройство для поверки и тарировки этого прибора должно иметь погрешность не более 0,1°С, Отсюда произведение коэффициента облученности с элементарной площадки нагревательного элемента 14 на площадку экрана 5 в выходном отверстии 16 измерительной каеры 1 tp,4-i6 максимальную тем

5 t

16

не должно

Ч

14-tfe

t,,6n,i

(2)

Поскольку работа устройства предполагается в камеральном помещении

при t

Ч и-,в где b

ZS C,

1

(3)

U(b/Rn.

расстояние от термопары

13 до выходного отверстия

16:

R . - радиус выходного отверстия 16,

величина b должна чэпределяться из неравенства

--Ш

15,8R Rd, :(4)

где d диаметр выходного отверстия 16.

Минимальное расстояние термопары 13 от отверстия 8 в приборе состав- яет Id, откуда общая длина измерительной Камеры 1 должна составлять не менее диаметров патрубка 9, что и требовалость доказать,

Четвертое условие обеспечивается размещением на внутренней поверхности 6 измерительной камеры 1 датчиков 7 температуры, соединенных между собой таким образом, чтобы они показывали среднюю температуру этой поверхности

Пятое условие обеспечивается варьированием мощности, подаваемой на нагреватель 3 или электропроводный материал 20. .шестое условие - наличием теплоизоляционного кожуха 4, а седьмое условие - конструктивным исполне- нением .экрана 5, Так, вьтолнение внешней поверхности 18 зеркальной сводит к минимуму поступление на экран 5 лучистого тепла от внешних источников, изготовление экрана 5 из теп- лоизоотяционного материала уменьшает теплопередачу от поверхности 18 к внутренней поверхности 17, а зачер.рение поверхности 17 совместно с опус

5062998

канием боковых торцов экрана 5 ниже уровня выходного отверстия 16 препятствует облучению термопары 13 внешними источниками, что могло бы возникнуть при отражении лучей от внутренней поверхности 17„

Восьмое условие обеспечивается путем минимизации аэродинамического

IQ сопротивления при прохождении воздуха через измерительную камеру 1.Для этого тело вращения экрана 5 и ответная часть канала 19 вьшолнены с образующей в виде лемнискаты и, кроJ5 ме того, отсутствует сужение проходного сечения на выходе воздуха из измерительной камеры 1, для чего площадь живого сечения канала 19 в месте наибольшего сужения выбрана не менее площади выходного отверстия 16.

20

5

0

5

0

45

50

Формула изобретения

1 о Устройство для поверки прибора измерения температуры, содержащее измерительную камеру с выходным отверстием и зачерненными термоконстантными стенками и установленные на внутренней поверхности измерительной камеры датчики температуры и нагреватель внутренней поверхности, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности устройства за счет обеспечения поверки прибора для измерения радиационной температуры в помещении, оно снабжено экраном, выполненным из теплоизоляционного материала в виде тела вращения с диаметром, превышающим диаметр выходного отверстия с образованием канала между торцами экрана и выходного отверстия измерительной камеры о

2, Устройство попб 1, отличающееся тем, что экран выполнен с образующей в виде лемнискаты, а площадь живого сечения канала в месте наибольшего сужения не менее площади выходного отверстия измерительной камеры, причем внутренняя поверхность экрана зачернена, а наружная вьтолнена зеркальной

77

10

Фиг.г