ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ПОТОКОВ ЖИДКОСТИ И ГАЗА Советский патент 1966 года по МПК G01K7/02 G01K1/18 G01K13/02 

Для контроля и регулирования температуры газов реактивного авиационного двигателя нри регнении ряда задач а-)род памнк11, энергетики, в химической нромышленности и в других областях техники требуется малоинерционное измерение темнературы. Применение в этих случаях маотоинерционных датчиков не всегда возможно, так как такие датчики обладают ионижеиной прочностью н- надежностью.

Предлагаемый датчик температуры потоков л идкости и газа, содержащий две термически связаниые термонары, обладающий высокой механической прочностью и надежностью, малой инерционностью, отличается от известиых устройств тем, что один из термоэлектродов выполиен в виде масснвиого металлического двухступенчатого стержня, напрнмер нз копеля, вторая стунень которого нмеет на порядок меньший диаметр, с двумя каналами, через которые проходят два других термоэлектрода, например из хромеля, нричем один спай образуется на торце малой ступени первого термоэлектрода, а второй - у ее основания. Для упрощения измерительной схемы термоэлектроды датчика могут быть выбраны таким образом, чтобы отношение чуветвнтельности термопары, образованной двумя различными термоэлектродами, проходящими в каналах первого термоэлектрода, и термопары

со спаем на торце малой стуненн первого термоэлектрода было меньше единицы.

На чертеже ;зображеи онисываемый датчик.

Корпус датчика выполнен в виде массивного металлического двухступенч; того стержня, диаметр первой ступени / которого иа порядок больше диаметра второй ступени 2. В стержие имеются два канала, одни из которых проходит по оси обеих ступене, а другоГ: смещен от оси и оканчивается у основания второй стуненн. В этн каналы помещаются проводники 3 4 из термоэлектродного материала, иаиример хромеля, изолированные от первого термоэлектрода и образующие спаи 5 и о в торце второй ступени и у ее основания. Для получения показаний, соответствующих темперят)ре среды, используются термоэлектроды 3 п 4 I вывод 7 от кориуса датчика, играющего роль первого термоэлектрода. При этом термоэлектроды 3 и 4 подключаются к усилителю 8, у которого клемма 9 выхода соединяется накоротко с клемлюй 10 входа, к которой подключен термоэлектрод 3, причем соединяемые клеммы должны ил1еть одмиаковую полярность. Показания датчика снимаются с выхода.

4, и сложение этого усиленного сигнала с cm налом от термонары, образованной термоулсктродамн .3-/. Для иолучеаия малоннерино ;ных показаннй датчика необходимо, чтобы коэффициент усиления усилителя был ранен oi HOHieiniio разности темиературы среды н сная 6 к разноетн температур спаев 5 н б, равноПри постоянном коэффициенте тенл

MV

обмена датчика с окружающей средой эта величина является функцией свойств матернала второй етупени датчика н квадрата его длины.

В том случае, когда термоэлектроды 3 н 4 вынолиеиы из разных термоэлектродных материалов, отпадает необходимость в усилителе в измерительной схел5е. При этом термоэлектроды должны быть выбраны так, чтобы отпогнение чувствительности термопары, образованиой термоэлектродамп 3 и 4, к чувствительности термопары, образоваииой термоэлектродами / и 3, было меныне еднпицы, Паилучшие результаты получаются в случае, если это отношенне равно к. Если это отношение будет больше к, компенсация термической инерции будет неполной. Если это отношение будет меньше к произойдет нерекомненеация.

Описываемый датчик позволяет производить малоинерционное измерение темнературы потоков жидкости и газа благодаря нрименению в его конструкции короткого етержня (второй ступени), который имеет тенлоотвод в основание {первая етупепь). Как известно, скорость охлаждения или нагрева такого

стержня равна

ИГ-Тиндрического , -2 а об-Ь -- , где ту-скорость охлаждення, 4 /2

условленная теплообменом стержня с окружаюншй средой, «--коэффициент температуронроводностн материала стержня, / - длина стержня. Такнм образом, уменьшая длину стержня, можно добиться значительного уменьн еиня его ииерционпости.

Предмет изобретения

1,Датчик температуры потоков жидкости и газа, содержаннй две термически связанные термопары, отличающийся тем, что, с целью значнтельпого енижепия термической инерции, один из термоэлектродов выполиен в виде маесивиого металлпчеекого двухступенчатого стержня, например из копеля, вторая ступень которого имеет на порядок мепьшнй диаметр, с двумя капалами, через которые проходят два других термоэлектрода, например из хромеля, причем один епай образуетея на торце малой ступени первого термоэлектрода, а второй - у ее основания.

2.Датчик по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрош,епия измерительной схемы, термоэлектроды датчика выбираются таким образом, чтобы отношение чувствительности термопары, образованной двумя разными термоэлектродами, проходяшими в каналах первого термоэлектрода, к чувствительности термопары со спаем на торце малой ступени первого термоэлектрода было меньше единицы.

/ход