Устройство для измерения температуры Советский патент 1979 года по МПК G01K7/02 

(54) УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использсвано преимущественно в системах койт роля и управления металлургическими, процессами в устройствах для изме| ения температуры контактным способом термопарами и термометрами сопрЬтйвления. Известно устройство для измерения температуры, включающее датчик, изме рительный усилитель и индикатор СИ. Это устройство имеет сравнительно низкое быстродействие (25-30 с) из-з инерционности термопар. Креме того, относительно длительное пребывание датчика в агрессивной среде снижает надежность его показаний. Наиболее близким к изобретению по технической . сущности и достигаемому результату является устройство для измерения температуры, содержащее датчик, нуль орган, источник опорного напряжения, блок памяти, блок индикации, а также дополнительный датчик с системой подогрева, подключенный вместе с основ ным датчиком к однсму из входов- нуль органа, другой вход которого соединен с источником опорного напряжения а вьвсод - через усилитель, шунтированный блоком памяти, со вторичным прибором 2. Однако зтб устройство имеет сложную конструкцию, невысокую надёжность и быстродействе, обусловленное наличием дополнительного датчика (термопары) со специальной системой подогрева. Целью изобретения является повышение надежности, быстродействия и упрощения схекы. В описываемом устройстве, Еключанадем датчик температуры, измерительный усилитель, ключ, блок памяти, соединённый с блоком индикации и источник эталонного напряжения, подк.таоченный ко входу нульоргана, это достигается тем, что в него введен блок временного интервала, причем датчик температуры соединен со входом измерительного усилителя, один из выходов которого через ключ 9оединен с блоком памяти, а другой выход подключен ко входу нуль-органа,выход которого через блок временного интервала подключен ко входу управления ключом. На фиг. 1 представлена блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 кривые зависимости изменения термоЭДС. термопары во времени от величины измеряемой конечной температуры. Устройство содержит термопару 1, 1измерительный усилитель 2, источник 3 эталонного напряжения, нуль-орган 4, блок 5 временного интервала, ключ б, блок 7 памяти, блок 8 индикации и сигнализаторы 9. , При погружении термопары 1 в жидкий металл начинается переходной процесс возрастания термо-ЭДС до ;некоторого конечного уровня, соответствующего измеряемой температуре. Этот переходный процесс для термопар имеет экспоненциальный характер. В за ви симости от величины конечной температуры Эсреды процесс изменения е во времени t - различен при постоянной времени Т const . Для термопары ПР 10/0 он имеетвид, изображенный на фиг. 2 сплошной линией. При этом ,в;, Е,е,,Е,Ее2,Е . Е„-.е е.-Е,(. в реальных условиях термопара измеряет температуру окружающей среды которой соответствует термо-ЭДС, Соответственно переходный процесс для скачка температуры может быть 5 писан соотношением е.Е„(Е -Е Х1-ев этом случае экспоненты q, е, е на фиг. 2 изображены пунктиром. При приближении термопары к зерка лу жидкого металла температура окружающей ее среды непрерывно изменяет , и при погружении в металл происходит скачок температуры. Выполняя замер температуры после ее скачка с некоторой фиксированной точки t за определенный фиксированный промежуто времени (ty. - t t ) для различных ©ц получаем и различные е„, , что (1 - ё const) , Е, ется линейной функцией е,. Это и реа лизуется описываемым уст1эой тв)м. Сигнал с термопары 1 поступает на вход измерительного усилителя 2. Усиленный сигнал поступает на ключ 6 который замкнут, и через блрк 7 памя ти регистрируется блоком §индикации Блок, 7 памяти выполнен так, что; фиксирует сигнал толбко в том случае когда ключ б разомкнут. Свахода измерительного усилителя 2сигнал поступает на вход нуль-орга на 4вместе с сигналом от источника 3эталонного напряжения, равным Е (см. фиг. 2), величина которого може быть найдена экспериментальным путем Физический смысл ее - это значение;, изменяющейся термо-ЭДС. ,соответ сТвующее конечной величине температу окружающей среды перед скачком темпе ратуры при погружении термопары в жидкий металл. Когда сигналы с измерительного усилителя 2 и источника 3 эталонного напряжения становятся равными, срабатывает нуль-орган 4, управляющий отсчётом времени, выполняемым, блоком 5 временного интервала. Через определенный промежуток времени (t - tg), который может быть выбран достаточно малым, ключ б размыкается. Конечное значение, равное е, (на фиг. 2 - е, е, е) , фиксируется блоком 7 и в неоьходимом масштабе регистрируется блоком 8. Одновре- менно при размыкании ключа могут подаваться световые сигналы сигнализаторами 9 (пунктирньзе линии) рабочему Поднять термопару и операторуСн ть показания . В связи с тем, чтс время измерения температуры с помощью.описываемого устройства может быть значительно сокрсодено, повышается быстродействие и уменьшается воздействие агрессивной среды на термоэлектроды. Этим увеличиваются надежность и срок их службы, Что приводит к экономии драгоценных металлов, из которых изготавливают термапары, широко применяемых на металлургических заводах. Так повышение быстродействия в два раза (время замера 15 с вместо 30 с) приводит в среднем примерно вдвое и к увеличению срока службы, термопары. Соответственно, примерно в два раза может быть снижена годовая норма расхода драгоценного металла при и-змерени- ях. Формула изобретения. Устройство для измерения температуры, в1 Лйчайщёе датчик температуры, измерительный усилитель, ключ, блок памяти, соединенный с блоком, индикации, и Т стОчйи к эталонного напряжения, подключенный ко входу нуль-органа, о т ли ч. а ю щ её ся тем, чгто, сДёпью повышения надежности, быстродействия и упрощения устройства, оно содержит блок временного интервала, причем датчик температуры соединен со входом измерительного усйлителя, оДин из выходов которого через ключ соединен с блоком памяти, а другой выход подклнзчен ко входу нуль-органа,выход котЪрого через блок йремённого интервала подключен ко входу управления ключом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Тищенко в.Г. Пирометрия жидких металлов, Киев, Наукова думка , 1964, с. 116-121. 2.Авторское свидетельство СССР 332337, кл. G 01 К 7/02, 1970.

(8)

ff.

8,

Фиг.2