ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ Советский патент 1967 года по МПК G01K17/08 

Известны датчики для измерения тепловых потоков, содержащие корпус с водоохлаждаемым эталонны:. элементом и дифференциальную термопару для измерения перепада температуры па эталонном элементе. Эти датчики не обеспечивают необходимой точности измерения вследствие недостаточного перепада температуры на эталонном элементе, неравномерного его охлаждения и неточного размещения спаев дифференциальной термопары.

В предложенном датчике эталонный элемент выполнен в виде хромелевого диска, заключенного между медной тепловоспринимающей пластипой и медным водоохлаждаемым стержнем и образующего с ними дифференциальную термопару.

На чертеже показан описываемый датчик в разрезе.

Датчик для измерения тепловых потоков содержит корнус-ограничитель /, изготовленный из меди, который крепится к неэлектропроводному фланцу 2. Во фланец ввертывается на резьбе термоэлемент, состоящий из подводящего воду штока 3, корпуса 4, отводящего штуцера 5, эталонного элемента 6 и тепловоспринимающей пластины 7. Детали 3, 4, 5 и 7 изготовлены из меди. Эталонный элемент изготовлен из хромеля с большой точностью по толщине и принаян серебряным припоем к

1нтоку 3. С другого торца элемента тем же припоем припаяна пластина 7 толщиной I - 1,5 мм. В пластине сверлится отверстие в которое зачеканивается медный провод 8. К эталонному элементу приваривается хромелевый проводник 9, а к штоку 3 - медный провод 1G. При подсоединепии проводов 8 и W образуется дифференциальная термопара. Для предопфащеипя отвода тепла через боковые

поверхности эталонный элемент теплоизолируется набивкой 11.

Датчик работает следующим образом. Тепловой поток, идущий по трубе 12, воепринимается пластиной 7, проходит через элемент 6 и охлаждается водой в штоке 3. При прохождении теплового потока через эталонный элемент на элементе возникает градиент температуры, а в дифференциальной термопаре - термо-э.д.с. Теплопроводность хромелевого элемента /. 19,8-29,1.

При соединении проводов 8 и 10 с прибором регулируется разница термо-э.д.с на элементе 6, а при соединении проводов S и 5 - термо-э.д.с поверхности датчика. По пзмеренно: |у перепаду температуры па элементе рассчитывается тепловой поток по формуле:

где л - среднее значение коэффициента теплоироводности материала эталоииого элемента при средней температуре, б - толщина эталонного элемента. Опытный образец датчика был испытан при тепловых потоках

2,1 105 вт:1ле- н 2,,15- IQs erlM.

При установке нескольких датчиков в одном сечении на исследуемом объекте, где тепловые потоки по сечению равны, разброс измеренных тепловых потоков был в пределах ±5-70/0.

Предмет изобретен и я

Датчик для измерения тепловых потоков, содержащий корпус с водоохлаждаемым эталонным элементом и дифференциальную термопару для измерения перепада температуры на эталонном элементе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, эталонный элемент выполнен в виде хромелевого диска, заключенного между медной тепловоспринимающей пластиной и медным водоохлаждаемым стержнем и образующего с ними дифференциальную термопару.