Устройство для измерения температуры поверхности движущихся электропроводных тел Советский патент 1991 года по МПК G01K7/40 G01K13/08 

-5

fe

Изобретение относится к технике термометрии и позволяет повысить точность при измерении температуры в локальной зоне поверхности движущихся тел. Клинообразный обод 2 колеса из изолирующего материала, насаженный на ступицу 1, ось которой установлена в изолированных подшипниках 4, катится по контролируемой поверхности 3. Источник 8 напряжения обеспечивает возникновение пробоя между ступицей, представляющей собой измерительный электрод, и поверхностью по клинообразному ободу. Напряжение пробоя определяется температурой поверхности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

О N4 00 00

со

ю

Изобретение относится к технике термометрии и может найти применение для контроля температуры в технологических процессах.

Цель изобретения повышение точности при измерении температуры в локальной зоне поверхности при одновременном упрощении устройства.

На чертеже представлено предлагаемое устройство, общий вид.

Устройство содержит - измерительный электрод-ступица колеса 1, опорный элемент диэлектрический обод 2, контролируемая поверхность 3, подшипники 4, электрические изоляторы подшипников, патрубки 6 и 7 для подвода и отвода хладагента, источник 8 высокого регулируемого напряжения, L и d - длина и диаметр ступицы, D - внешний диаметр колеса (обода,), I - длина обода, h- высота клинообразной части обода.

Устройстпо пррдставляет собой колесо 1,2,ось которого установлена в электрически изолированные подшипники 4, Ступица 1 колеса через скользящий контакт подключена к источнику 8 высокого регулируемого и измеряемого напряжения. Источник 8 в процессе измерения подключается и к контролируемой поверхности 3. Обод 2 колеса выполнен из изоляционного материала и насажен на ступицу 1 без зазора и скольжения. Его кромка имеет клинообразное оформление высотой h. Осевая длина обода I меньше длины ступицы L,B связи с чем часть внешней поверхности ступицы остается оголенной и является доступной для развития разряда между пей и контролируемой поверхностью 3. Диаметры ступицы d и обода D также имеют определенное соотношение.

Вариант устройства может быть выполнен с полой ступицей и валом (осью) 1. В этом с; iy ;.-,( оно сообщается с системой охлаждения.

Устройство может устанавливаться стационарно над контролируемой поверхностью 3, как показано на чертеже, или может быть смонтировано на рукоятке с помощью которой приводится в соприкосновение с поверхностью 3 кратковременно.

Измерение температуры производят в следующем порядке.

Колесо 1,2 устанавливают на контролируемую поверхность 3. Оптимальное положение- плоскость колеса перпендикулярна контролируемой поверхности. Однако допустимы и отклонения колеса от вертикального положения. При этом недопустим только наклон такой величины, при

которой начинают происходить прямые пробои из элементов колеса на контролируемую поверхность 3 помимо поверхности диэлектрического обода 2. Допустимость

наклона колеса связана с тем, что при этом напряжение перекрытия по поверхности диэлектрика изменяется существенно меньше, чем при таком же искажении электрического поля в отсутствие

0 диэлектрика, Из-за этого устройство при наклонах колеса позволяет продолжать работу с допустимыми снижениями точности измерения. Несущественно, является ли подвижной поверхность или по поверхности5 перемещается колесо. После установки колеса на контролируемую поверхность повышается напряжение на электроде 1 до электрического перекрытия по поверхности клинообразного обода 2, По

0 измеренному напряжению перекрытия определяют с помощью градуировочной кривой температуру тела 3.

Соотношения длины L и диаметра d ступицы с диаметром обода D, исходя из

5 требования квазиоднородности приложенного электрического поля в промежутке ступица-контролируемое тело, имеют вид D/d 3, L (D-d)/2. Соотношение I t обусловлено требо0 ванием обязательности развития пробоя по поверхности диэлектрического обода от точки касания его контролируемой поверхностью к ступице- электроду. Для этого хотя бы часть поверхности электрода-сту5 пицы 1 должна быть оголенной.

Для того чтобы повысить поверхностное разрешение измерения температуры и уменьшить разброс напряжений перекрытия, требуется соотношение h I. Это

0 связано с тем, что при h I каналы пробоя ниже углов на ободе 2, отстоящих от плоскости 3 на h, могут отходить от поверхности диэлектрика и замыкаться на поверхность 3 прямо по газу. Это увеличит разброс ве5 личин пробивных напряжений и уменьшит разрешение, так как увеличится нестабильность положения путей пробоя и увеличится разброс каналов искры по контролируемой поверхности.

0В тех случаях, когда устройство предназначено для длительной работы или для переменного во времени режима, когда по- разному будет нагреваться обод 2, целесообразно ступицу 1 заколодить, что повысит

5 стабильность разрядных характеристик обода и соответственно стабильность измерения температуры.

Благодаря предложенной конструкции измерительного электрода с диэлектрическим ободом исключаются пульсации

расстояния электрод-контролируемая поверхность и тем самым устраняется разброс пробивных напряжений электрод- контролируемая поверхность и повышается точность измерения температуры вследствие устранения нестабильности в процессе измерений рабочего разрядного промежутка. Предлагаемое устройство позволяет повысить поверхностную разрешающую способность измерения, сведя ее к точке (зоне) касания колеса с контролируемой поверхностью.

Формула изобретения 1. Устройство для измерения температуры поверхности движущихся электропроводных тел, содержащее подключенный к источнику высокого напряжения иэмери

5

тельный электрод, укрепленный на оси, установленной в подшипниках, и опорный элемент из диэлектрика, отличающее- с я тем, что, с целью повышения точности при измерении температуры в локальной зоне поверхности при одновременном упрощении устройства, измерительный электрод выполнен в виде ступицы колеса, а опорный элемент - в виде его клинообразного обода, жестко закрепленного на ступице, при этом подшипники оси колеса установлены на введенных электрических изоляторах.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что ступица с осью выполнены полыми и снабжены патрубками для подвода и отвода хладагента.