Устройство для измерения температуры насыщения паров веществ Советский патент 1979 года по МПК G01N25/02 

УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

(54) НАСЫЩЕНИЯ ПАРОВ ВЕЩЕСТВ

Изобретение- относится к измерителной технике, а именно к устройствам для измерения температуры насыщения паров веществ, в частности, паров щелочных металлов, и может быть использовано, в основном, в исследовательной практике, в частности при высокотемпературных теплофизических и газодинамических исследованиях нестационарных процессов со щелочными металлами. Устройство можно изготовить малогабаритным и установить в исследовательской камере диаметром 20 мм. Изобретение допускает длительную эксплуатацию при высокой температуре в агрессивной среде (паров щелочныхметаллов).

Известно устройство для измерения температуры насыцения паров 1.

Однако его отличает большая инерционность, не позволяющая использовать его для измерений в нестационарных условиях.

Ближайшим техническим решением является устройство, в котором температура насыденных паров измеряется методом точки росы. В корпусе устройства имеется конденсационная площадка, температура которой фиксируется термопарой. Система индикации конденсации состоит из прозрачной гляделки, источника света, фотоэлемента, реагирующего на изменение отражательной способности конденсационной площадки в момент выпадения конденсата. Специальная система регулирует и измеряет температуру кондеисационной площадки 2 .

Однако это устройство недостаточно надежно, что обусловлено невысокой прочностью оптической гляделки при переменной высокой температуре. Кроме того, в агрессивной среде (парах щелочных металлов) материал оптической.гляделки и прокладки сильно корродирует, поэтому устройство не приемлемо для длительной эксплуатации.

Целью изобретения является повышение надежности и коррозионной стойкости при повышенных температурах,

:%ля этого корпус выполнен в форме цельнометаллического цилиндра, один торец которого служит конденсационной площадкой, а второй - соединен с патрубком для подвода паров, система для индикации конденсации 3, состоит из термоанемометра, введен ного в корпус через диаметрально р положенные металлокерамические гер мовводы, причем термоанемометр выполнен в виде металлической нити. Предложенная конструкция не тре бует использования оптически прозрачной гляделки. Устройство хорошо вьщерживает циклические изменения температуры благодаря тому, что корпус изготовлен цельнометаллическим, Работа устройства основана на сп собе определения момента конденсации пара по возникновению при конденсации направленного движения па ра в полости устройства. На чертеже приведена схема конструкции устройства. Устройство для измерения темпера туры насыщения паров вещества содер жит цилиндрический цельнометаллический полый корпус 1, один из торцов которого герметично перекрыт стенкой 2, а другим открытым торцом он соединен с полостью датчика 3 системы, предназначенной для конден сации пара. Внутренняя поверхность стенки 2 является конденсационной площадкой. Снаружи стенки 2 расположена система, предназначенная дл регулирования температуры конденсационной площадки 5, предоставляющей собой теплообменное устройство с нагревателем 6 и рубашкой 7, предна наченной для охлаждения, расположен ными на теплоотводящем стержне 8. Стержень 8 торцом соединен со стенк 2. В стенку 2 перед торцом стержня 8 заделан спай микротермопары 9, предназначенной для измерения темпе ратуры конденсационной площадки 5. В качестве чувствительного элемента датчика 3 cncTeNM, индуцирующей конденсацию, применен термоанемомет рический чувствительный элемент 10 укрепленный на держателях-электродах 11, введенных в полость датчика через высокотемпературные металлокерамические гермовводы 12. Патрубком 13 устройство подсоединяют к контролируемому объему. В процессе измерения температуру стенок устройства поддерживают при постоянном значении выгие максимальн возможной в конкретном случае измер ний температуры насыщения. Для производства замера устройством системой для регулирования температуры конденсационной площадки 5 задают ; режимпостепенного понижения температуры конденсационной площадки с температуры, превышающей температуру насыщения. При достижении при этом конденсационной площадкой темп ратуры точки росы пар начинает конденсироваться на ней. При этом по длине полости устройства возникает градиент давления, обуславливающий 34 возникновение направленного движения пара. Возникновение направленного движения пара повыгиает скорость охлаждения чувствительного элемента 10 датчика 3, что ведет к изменению установленных на нем измерительной частью установки электрических или тепловых параметров. Температуру конденсационной площадки в процессе замера измеряют термопарой 9, ведя ее непрерывную запись каким-либо самопишущим потенциометром. В моменты измерения параметров датчика 3 на величину, достаточную для срабатывания сигнальной системы, автоматически подается на самопишущий прибор сигнал отметки времени. Искомую температуру конденсации, соответствующую температуре конденсационной площадки при начале конденсации, определяют в момент, когда произведена отметка времени на кривой изменений температуры конденсационной площадки, /(айденная температура конденсации соответствует по градуировочной кривой температуре насьлшения . Так,например, для измерения температуры насыщения при испытаниях в паре рубидия в пределах давления от 5 до 30 мм рт.ст., достаточно температуру стенок устройства поддерживать при 450°С. Температуру чувствительного элемента при этом устанавливают при бОО-700 с. Выбраны следующие материалы элементов устройства. Гермовводы 12 должны быть изготовлены из окиси алюминия высокой степени чистоты, манжеты герковводов - из железоникелевого сплава с содержанием никеля 42%; сплав должен быть совместим по термическому коэффициенту расширения с плотноспеченной керамикой из чистого алюминия, термоанемометрический чувствительный элемент - из вольфрама, материал остальных деталей хромоникелевая сталь с содержанием хрома 18%, никеля 10%, титана до 1%, остальное - железо. Исполнение корпуса устройства цельнометаллическим позволяет выполнить устройство повышенной надежности и коррозионной стойкости при высокой температуре в условиях длительной непрерывной работы устройства в агрессивной среде, позволяет выполнить устройство малогабаритным, допускающим размещение его в рабочей зоне исследовательской установки в цилиндрической полости диаметром 20-25 мм. Изобретение позволит расширить возможности технических средств исследований в установках при высокотемпературных теплофизических, физико-химических исследованиях и газодинамических исследованиях

нестационарных процессов в средах, содержащих пары щелочных металлов.

Формула изобретения

7

цельнометаллического цилиндра, один торец которого служит конденсационной площадкой, а второй - соединен с патрубком для подвода паров, система для индикации конденсации состоит из термоанемометра, введенного в корпус через диаметрально расположенные металлокерамические гермовводы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 ( 516950, кл.С 01 N 25/02, 1974.

13

П

- I Хлвдоагент