УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕРМОИНДИКАТОРОВ Советский патент 1972 года по МПК G01K15/00 

Изобретение относится к технике тенловых измерений. Известны устройства для определения характеристик термоиндикаторов, содергкащие нагреватель и датчики температуры. Недостатком подобных устройств является сравнительно низкая точность измерений. Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем нагреватель, в котором размещен образец, вынолнен в виде нолого усеченного конуса из материала с высоким удельным сонротивлением, например из нихрома, с толщиной стенок, обеспечивающей заданное распределение температур по оси нагревателя. Это позволяет повысить точность измерения. Устройство для определения характеристик термоиндикаторов представлено на чертеже. Внутри нолого нагревателя 1 располагают пластину 2 с нриваренными термопарами 3. На поверхность этой пластины наносят слой термоиндикаторов 4, который фотографируют через прорезь в нагревателе. При прохождении тока по нагревателю в пластине с исследуемым термоиндикатором создается заданное распределение температур, которое измеряется термопарами. Этот градиент должен быть таким, чтобы в каком-то сечении пластины произошло изменение цвета исследуемого термоиндикатора. При длительном нагреве температура внутри нагревателя выравнивается, и поэтому температура, определенная по термопарам, равна температуре наблюдаемой поверхности термоиндикатора, так как тепловой поток через слой термоиндикатора в этом слу чае равен нулю. При быстром нагреве в полом нагревателе разница между температурой спая термопары и внешней поверхностью термоинднкатора, как показывает расчет, при тех же свойствах слоя термоиндикатора во много раз меньше, следовательно, уменьшается систематически ошибка измерений. Для измерений удобен нагреватель с линейным распределением температуры вдоль оси, т. е. температура по оси определяется по формуле,+КК. где Т - температура в точке X на оси нагревателя;Тй - температура в точке О; Д-заданный градиент температур; X - координата точки на оси нагревателя. Для нагревателя такого сечения написать уравнение теплового баланса:

Левая часть уравнения - это тепло, выделенное током в кольце нагревателя; правая- тепло, отданное в окружающий воздух.

Отсюда определяется толщина стенки:

.В/2р/2

Ал: ,

(6 - ау (21 - х) (То +КХ Гвоз)

где / - величина тока в нагревателе;

р-уд. сопротивление материала нагревателя;

I - длина нагревателя; h- коэффициент теплоотдачи; воз -температура окружающего воздуха;

а и b - диаметры оснований усеченного конуса.

Предмет изобретения

Устройство для определения характеристик термоиндикаторов, содержащее нагреватель и датчики температуры, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в нем нагреватель, в котором размещается образец, выполнен в виде полого усеченного конуса из материала с высоким удельным сопротивлением, например из нихрома, с толщиной стенок, обеспечивающей заданное распределение температур по оси нагревателя.