УСТРОЙСТВО для БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ДВИЖУЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ Советский патент 1971 года по МПК G01K13/08 

Известны устройства для бесконтактного измерения температуры поверхности движущихся объектов, содержащие неподвижный тонкостенный герметизированный теплоприемник с датчиком температуры, например термопарой, и теплозащитный кожух с экраном.

Для предотвращения влияния градиента температуры окружающего воздуха и связанного с ним теплоотвода на результат измерения чувствительный элемент нрибора помещают в колоколообразный колпак с вентилятором, создающим постоянное завихрение воздуха между внутренней стенкой колпака и измеряемой поверхностью. Благодаря этому в зоне, где находится чувствительный элемент, поддерживается температура, близкая к температуре измеряемой поверхности. Вентилятор приводится во вращение электродвигателем. На одной и той же оси электродвигателя устанавливается второй вентилятор для воздушного охлаждения электродвигателя.

Однако применение электродвигателя с двумя вентиляторами увеличивает габариты и вес прибора, усложняет его конструкцию, монтаж на объекте, обслуживание и уменьщает надежность в эксплуатации.

В- предполагаемом устройстве указанные недостатки устранены тем, что теплоприемник выполнен ;В виде за-мкнутого полого тела, образующего с кожухом полость с соотнощени ем площадей входного и выходного отвер стий 3:1, обеспечивающих при движении объ екта принудительную циркуляцию воздуха

вокруг теплоприемника.

Непрерывная циркуляция нагретого сло5 воздуха вокруг трубчатого теплоприемник; осуществляется согласно известному уравне нию Бернулли и теореме о неразрывности

струи движущегося потока жидкости или газл через трубку с различными сечениями.

На чертеже показано описываемое устрой

ство.

Датчик температуры 1, например термопа

ра, помещен в тонкостенный теплоприемни 2, изготовленный из материала с высокой теп лопроводностью и герметически закрытый двух сторон изоляционными пробками с гер мовводами. (Профиль поперечного сечение

теплоприемника напоминает профиль крыла самолета).

Трубчатый теплоприемник 2 с датчико температуры / помещают в теплозащитны

корпус 3 с экраном 4 соответствующей конфи гурации. При этом обращенная к измеряемой поверхности объекта 5 поверхность трубчатс го теплонриемника находится в плоскост нижнего слоя кожуха, а между криволинеГ

;эуется полость 6 с соотношением площадей входного 7 и выходного 8 отверстий 3:1

Движущийся вместе с измеряемой поверхностью пограничный слой воздуха встречает на своем пути отверстия различных размеров. При этом в соответствии с известным уравнением Бернулли и теоремой о неразрывности струи в этих отверстиях создаются различные динамические давления воздуха. За счет разности этих давлений через кольцевую полость вокруг трубчатого теплоприемника 2 циркулирует нагретый воздух в одном и том же направлении от отверстия 7 к отверстию 8 независимо от направления движения объекта 5.

В установившемся процессе теплообмена стенки теплоприемника 2 имеют равномерную температуру, близкую к температуре воздуха в зазоре между датчиком и поверхностью объекта. При этом устраняется теплоотдача чувствительного элемента в окружающую среду и связанная с этим погрешность измерения температуры.

Между защитным кожухом прибора по всему периметру его нижнего среза и поверхностью измеряемого объекта должен быть одинаковый и незначительный по величине зазор. Кроме того, стенки защитного кожуха и нижнего среза должны иметь некоторое утолще:гг1е, чтобы к чувствительному элементу не попaдav воздух без его предварительного нагрева до температуры измеряемой поверхности.

Помещенный в тонкостенный теплоприемник чувствительный элемент с высокой точностью дает показания температуры поверхности движущегося объекта. Трубчатый теплонриемник 2 с гермовводами надежно защищает чувствительный элемент от механических повреждений и воздействий окружающей среды.

Устройство может успешно применяться, например при измерении температуры поверхности валков прокатных станов, охлаждаемых в процессе эксплуатации технологической эмульсией. При определенном зазоре между прибором и поверхностью валка вокруг трубчатого теплоприемника циркулирует нагретая до температуры поверхности валка эмульсия и ее пары.

Предмет изобретения

Устройство для бесконтактного измерения температуры поверхности движущихся объектов, содержащее неподвижный тонкостенный герметизированный теплоприемник с датчиком температуры, например термопарой, и теплозащитный кожух с экраном, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, а также повышения надежности и точности измерений, теплоприемник выполнен в виде замкнутого полого тела, образующего с кожухом полость с соотношением площадей входного и выходного отверстий 3:1.