Устройство для измерения температуры жидкости Советский патент 1980 года по МПК G01K5/42 

Изобретение относится к измери- тельной технике, а именно к средствам температуры жидкостей, и может быть использовано в системах автоматического контроля и регулирования технологических процессов. Известен пневматический манометрический терморегулятор типа ТРП, . состоящий из термобаллона, заполненного термочувствительным веществом, дистанционного капилляра, сильфона, рычага и пневмореле Г1. При изменении температуры измеряемой среды изменение давления в термосистеме передается по дистанционному капилляру, сильфону, перемещение торца которого преобразуется в пневмосигнал. к недостаткам описанного манометрического терморегулятора можно отнести инерционность, необходимость защиты капилляра от механических повреждений. ДлиНа дистанционного капилляра достигает шести метров, что приводит к дополнительным погрешностям измерения вследствие теплообмена с окружающей средой. Кроме тог этот терморегулятор обладает сравни .тельно невысокой чувствительностью. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения температуры жидкости, содержащее сильфон, заполненный термочувствительным веществом, и преобразователь линейного перемещения И Принцип действия таких устройств основан на законе теплового расширения термочувствительного вещества и не позволяет добиться более высокой чувствительности первичных преобразователей. В этом основной недостаток целого класса таких датчиков температуры. Целью изобретения является повышение чувствительности. Это достигается тем, что в устройство для измерения температуры дополнительно введен сильфон, размещенный внутри основного сильфона соосно ему и жестко связанный одним концом с верхним торцом основного сильфона., а другим - с установленной в основном сильфоне и делящей его на две равные части перегородкой с подпружиненным штоком, при этом резисторы преобразователя включены последовательно, один из них зафиксирован неподвижно и его движок соединен с

жестко закрепленным На щтоке, сообщающимся с дополнительньом сильфоном и устанЬвленным коаксиально подпружиненному штоку, вторым резистором, движок которого связан со штоком, соединенным с нижним торцом основного сильфона.

На чертеже изображена принципиальная схема предложенного датчика темЬературы жидкости.

Устройство для измерения темпе ратуры жидкости включает сильфон 1, заполненный термочувствительным ве- ществом, внутри Которого размещен сильфон 2. Перегородка 3 делит сильфон 1 на две равные части так, что они сообщаются между собой. Штоки 4 и 5j выполненные из диэлектрического материала, соединены с торцами сильфона 1. При этом шток 5 соединен такимобразом, что образует с сильфоном 2 одну полость, внутри которой расположен шток 6, заканчивающийся пружиной Резисторы 7 и 8 последовательно включены в измерительную схему. Причем движок резистора 8 связан со штоком 4, а движок резистора 7 жестко связа с резистором 8. Резистор 7 выполнен неподвижным.

Датчик температуры жидкости работает следующим образом.

При увеличении температуры измеряемой жидкости давление термочувствительного вещества, заключенного в сильфоне 1, возрастает. Торцы сильфона перемещаются до тех пор, пока сила давления термочувствительного вещества не станет равной силе упругости сильфонов 1 и 2. При этом перемещение штока. 5 вызывает перемещение резистора 8 вверх, а перемещение штока 4 - перемещение движка резистора 8 вниз. В результате чего изменяется сопротивление R,, резистора 8. Одновременно увеличивается выталкивающая сила жидкости, величина которой пропорциональна приращению объема сильфона 1. Возникающая подъемная сила, равная разности выталкивающей силы и силы упругости пружины, вызывает изменение глубины погружения сильфона 1. Сильфон всплывает, перемещая движок неподвижного резистора 7, тем самым .изменяя его сопротивление R. По изменению суммарного сопротивления

(Я + Ц) судят о величине температуры жидкости.

Измерение не только перемещений торцов сильфона, но и степени его погружения, позволяет увеличить чувстви. телбность датчика температуры жидкости в (1 + 0,) раз,,

где D - диаметр торца сильфона; С - жесткость пружины; & - удельный вес жидкости. Вторичные приборы в этом случае могут быть менее чувствительные, и, как правило, менее дорогие. Кроме того, применение таких датчиков температуры жидкости позволяет повысить качество регулирования в системах 5 автоматического контроля и регулирования.

Формула изобретения

Устройство для измерения темпера.туры жидкости, содержащее сильфон,заполненный термочувствительным веществом, и преобразователь линейного перемещения, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него дополнительно введен сильфон, размещенный внутри основного сильфона соосно ему и жестко связанный одним концом с верхним торцом основного сильфона, а другим - с установленной в основном сильфоне и делящей его на две равные, части перегородкой с подпружиненным штоком, при этом резисторы преобразователя включены последовательно, один из них зафиксирован неподвижно и его движок соединен с жестко закрепленным на штоке, сообщающимся с дополнительным сильфоном и установленным коаксиально подпружиненному штоку вторым резистором, движок которого связан со што- ком, соединенным с нижним торцом основного сильфона.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы..Под ред. В.Д. Кошарского. - Л., 1976,

с.282.

2.Авторское свидетельство СССР № 359536, кл. G 01 К 5/42, 1968 (прототип).