УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ МИНУСОВЫХ ТЕМПЕРАТУР СРЕДЫ в СОСУДАХ ИЗ НЕМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ Советский патент 1973 года по МПК G01K7/38 

1

Изобретение может быть использовано в холодильных установках, системах термостатироваиия и установках по снижению газов и их хранению.

Известны устройства для измерения минусовых температур среды в сосудах из немагнитных материалов, содержащие чувствительный элемент (терыоприемник) и измерительную схему. В этих устройствах термоприемник (например термопара, катушка с антиферромагнитным сердечником или термосопротивление) находится в прямом механическом контакте со средой, температуру которой измеряют.

Недостатком существующих устройств являются тепловые методические погрешности, обусловленные искажением теплового поля термоприемником. Кроме того, для механического коитакта термоприемника со средой (особенно агрессивной), находящейся под давлением или в жидком состоянии при низких температурах, необходима тщательная герметизация мест вывода термоприемников из сосудов.

Для уменьшения тепловых погрешностей измерения, упрощения конструкции измерительного элемента и надежной герметизации сосуда в предлагаемом устройстве с внутренней стороны стенки сосуда у реплен термоприемник в виде якоря, изготовленный из антиферромагнетика, а с наружной стороны стенки сосуда размещено ярмо из ферромагнитного материала, образующее совместно с якорем замкнутый магнитопровод измерительного элемента.

Кроме того, для измерения темнературной зависимости магнитного сопротивления магнитопровода, обусловленной функциональной зависимостью магнитной восприимчивости от

его температуры, на ярмо намотана катушка, включенная в электрическую схему измерения, а для ускорения теплообмена между средой и термонриемником части его поверхности придана ребристая форма.

На чертеже представлено описываемое устройство, содержащее измерительный элемент термоприемник / в виде якоря, расположенный внутри сосуда 2, и ярмо 3 с катушкой 4, подключенной к измерительной схеме 5.

Работа устройства основана на эффекте изменения магнитных свойств антиферромагнетиков с изменением минусовых температур. Известно, что магнитная восприимчивость антиферромагнетиков изменяется с изменением

температуры выше антиферромагнитной точки Кюри, а при приближении к ней достигает экстремального значения.

По мере охлаждения или иагрев а термоприемника жидкостью или газом, находящимся

в сосуде 2, изменяется магнитная восприимчивость материала термоприемника, а следовательно, изменяется магнитное сопротивление замкнутого магнитопровода, образованного термоприемником (якорем) / и ярмом 3. Происходящее при этом изменение индуктивности катушки 4 фиксируется измерительной схемой 5.

Наличие термоприемника, связанного с измерительным устройством через стенку сосуда посредством магнитного поля и находящегося непосредственно в среде, температуру которой измеряют, позволяет значительно уменьшить температурные погрешности и инерционность устройства. При этом отпадает необходимость иметь в стенке сосуда отверстие для установки термоприемника, что существенно облегчает герметизацию сосуда и повышает надежность как предлагаемого устройства, так и сосуда.

Инерционность предлагаемого устройства, обусловленную тепловой пнерцией термоприемника, легко может регулировать, например, за счет придания части его поверхности ребристой формы.

Нижний предел измеряемых температур совпадает с антиферромагнитной точкой Кюри и может варьироваться выбором материала термоприемника в достаточно широких пределах. Так, в случае безводных солей МпСЬ, CoSO4, FeSO4, NiSO4 он соответ твенно равен 2°К; 15,5°К; 21°К и 37°К. В этих же целях могут

J/

быть использованы элементы Мп, Сг и ряд сплавов на их основе и т. д.

Предмет изобретения

1.Устройство для измерения минусовых температур среды в сосудах из немагнитных материалов, содержащее измерительный элемент, включенный в электромагнитную цепь измерения, отличающееся тем, что, с целью уменьшения тепловых погрешностей измерения, упрощения конструкции измерительного элемента и надежной герметизации сосуда, с внутренней стороны стенки сосуда укреплен термоприемник в виде якоря, изготовленный из антиферромагнетика, а с наружной стороны стенки сосуда размещено ярмо из ферромагнитного материала, образующее совместно с якорем замкнутый магнитопровод измерительного элемента.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью измерения температурной зависимости магнитного сопротивления магнитопровода, обусловленной функциональной зависимостью магнитной восприимчивости материала термоприемника от его температуры, на ярмо намотана катушка, включенная в электрическую схему измерения.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью ускорения теплообмена между средой и термоприемником, части его поверхности придана ребристая форма.

ЗГч

S - S