Устройство для измерения температуры поверхности электропроводных тел Советский патент 1991 года по МПК G01K7/40 

Изобретение относится к технике термометрии и может найти применение при контроле температуры в промышленности,

Цель изобретения - повышение точности при измерении температуры зоны поверхности электропроводного тела.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство содержит измерительный электрод с плоской рабочей поверхностью; диэлектрический элемент 2 в виде конуса или пирамиды, контролируемое тело 3, диэлектрическая штанга 4 (диэлектрический де- ржатель), регулируемый источник 5 высокого напряжения, канал пробоя 6.

Измерение температуры предлагаемым устройством производится в следующем порядке.

Держателем 4 измерительный электрод 1 с диэлектрическим элементом 2 устанавливают вершиной последнего в требуемую

точку контролируемого тела 3. Регулятором источника напряжения 5 поднимают напряжение на электроде 1 относительно контролируемого тела до возникновения искрового перекрытия по боковой поверхности диэлектрического элемента 2. Фиксируют напряжение перекрытия и по нему С помощью градуировочной кривой определяют температуру контролируемого тела 3 в локальной зоне. После пробоя напряжение снижают до погасания разряда.

Наличие жесткого диэлектрического элемента 2 в устройстве обеспечивает удобное и однозначное фиксирование электрода 1 относительно контролируемого тела 3, что исключает необходимость в создании сложной несущей конструкции для электрода 1, опирающейся на контролируемое тело или подвешивающей электрод над ним и не связанной с самим телом. В первом случае это требует увеличенной поверхности контроО

ел ю VI

N- О

лируемого тела, во втором будет сильный разброс величины рабочего расстояния электрод-контролируемая плоскость при смене объекта. Крепление электрода 1 на диэлектрическом держателе 4 полностью обеспечивает работоспособность устройства, а все перечисленное вместе - удобство эксплуатации и повышение экономичности за счет устранения необходимости создания более сложных несущих конструкий для электрода.

Диэлектрический элемент 2 должен помещаться в однородное (или близкое к нему квазиоднородное) поле и вноситьтолько местное искажение в электрическое поле, ведущее к разряду по его поверхности, но rie искажать (или слабо искажать) общую однородность электрического поля в целом, Это можно обеспечить выбором размеров: наибольший линейный размер основания диэлектрического элемента и его высота меньше диаметра рабочей поверхности измерительного электрода. Форма, диэлектри- ческого элемента обеспечивает максимальную поверхностную разрешающую способность измерения температуры (точка установки) и механическую прочность, так как его изготовление рационально из керамического материала, обычно хрупкого.

Известно, что напряжение пробоя по поверхности диэлектрика при Т 20° С ниже, чем в однородном поле без этого диэлектрика. Проведенные исследования показали, что разница напряжений сохраняется в широком диапазоне температур 20° Т 1000° С и может достигать даже половинной величины от величины напряжения пробоя, получаемого в однородном электрическом поле без диэлектрика. Это приводит к снижению необходимых рабочих напряжений и к снижению энергозатрат на измерение в 2-10 раз, если учесть и снижение тока разряда. За счет этого также повышается экономичность предлагаемою устройства.

Дополнительным достоинством предлагаемого устройства является допустимость наклона рабочей поверхности электрода 1 относительно поверхности тела 3, т. е. отклонение оси симметрии устройства, от вер- тикального положения. Предельным отклонением является такое приближение электрода 1 к поверхности 3, при котором наступает прямой пробой электрод 1 - тело

3, а не пробой по поверхности диэлектрического элемента. В связи с этим, для повыше- ния стабильности работы устройства электрод 1 по всему периметру торца должен иметь закругление с радиусом, сравнимым с рэсстоянием-вершина конуса или пирамиды - край (торец) электрода. Из этого видно, что предлагаемое устройство не только обеспечивает жесткую фиксацию расстояния электрод - контролируемое тело, но делает само требование строгого сохранения этого расстояния -неизменным в процессе измерения настолько нежестким, что становится возможным ручное измерение температуры, т. е. с помощью держателя 4, без специальных приспособлений, фиксирующих устройство в строго перпендикулярном контролируемой поверхности положении.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры поверхности электропроводных тел, содержащее измерительный электрод с плоской рабочей поверхностью, соединенный с диэлектрическим элементом и подключенный к регулируемому источнику высокого напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при измерении температуры локальной зоны поверхности электропроводного тела, диэлектрический элемент выполнен в виде конуса или пирамиды и закреплен основанием на рабочей поверхности измерительного электрода, диаметр которой превышает наибольший линейной размер основания диэлектрического элемета и его высоту.

Изобретение относится к технике измерения температуры и позволяет повысить точность измерений локальной температуры поверхности электропроводных тел. На плоской рабочей поверхности измерительного электрода 1, подключенного к источнику 5 регулируемого высокого напряжения, закреплен диэлектрический элемент 2 в виде конуса или пирамиды. Температуру определяют по величине напряжения пробоя вдоль поверхности диэлектрического элемента 1 ил.

/// /// /// /fl /// ////// /// ///