Устройство для измерения температурыпОВЕРХНОСТи НАгРЕТыХ ТЕл Советский патент 1981 года по МПК G01K7/02 

Изобретение относится к температу ным измерени;1м и предназначено для измерения температуры поверхности нагретых тел в диапазоне О-ЮООс. Известно устройство для измерения температуры поверхности, содержащее наконечник с термопарой и корnVc для крепления наконечника 1. Недостаткс1ми зтого устройства являются то, что верхний предел применимости устройства ограничен темпе ратурами, при которых наружный стакан и крьиика теряют ферромагнитные свойства. Кроме того, обладая большой массой наконечника с термопарой устройство имеет значнтельную инерционность. Погрешность измерения чувствительного элемента достигает Наиболее близким к предлагаемсялу по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения температуры поверхнос ти нагретых тел, содержащее чувстви тельный элемент в виде пружинящего лепестка с термоэлектродами 2. Недостатки зтого устройства заключаются в том, что оно имеет высокие значения методической погрешнос ти (несколько десятков градусов при измерении температуры ), так как термоэлектроды расположены примерно по нормалям к измеряемой поверхности и потери тепла на теплоотвод велики. Кроме того, каждая из термопар прикреплена к отдельной, не скрепленной с другими защитной ленте, в виде произвольной петли, что не может обеспечить стандартного постоянного значения горячего участка ленты, к которому прикреплены спаи термопар, в результате уменьшается надежность ограничивается teMnepaтурный диапазон и увеличивается ннерционность измерений. Цель изобретения - повынение точности , расширение предела измерений и снижение инерционности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве пружинящий лепесток чувствительного элемента выполнен с прямолинейньм рабочим участке длиной, составляющей 100200 диаметров термоэлектродов, к боковой кромке которого в средней части закреплены те люэлектроды. Для повышения надежности устройства при измерении высоких температур ; пружинящий лепесток чувствительного элемента может быть выполнен, по крайней мере, в виде двух плоских пружин, жестко соед 1ненных между собой .

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 чувствительный элемент устройства.

Устройство содержит основание, выполненное из изоляционного материала 1 , к которому сйизу с помощью винтов 2 крепится чувствительный элемент 3 и сбоку к нижней части основания 1 - кожух 4. К чувствительному элементу закрепляются два термоэлектрода 5, которые через отверстия 6 в основании 1 подсоединяются к приборным клеммам 7. К приборным клеммам 7 подсоединены также удлинительные термоэлектроды 8. На держателе 9, жестко сидящем на основании 1, крепится ручка 10. Чувствительный элемент 3 выполнен в виде трех плоских пружин 11, жестко соединенных перемычками 12. Два термоэлектрода 5 приварены к боковой кромке одной из плоских пружин, а другая (другие) служит для повышения пружинящих свойств чувствительного элемента устройства ,при повышенных температурах измеряемой поверхности.

Чувствительный элемент 3 изготовлен в йиде пружинящего лепестка толщиной 0,1 мм и шириной 2 мм из прецизионного износоустойчивого сплава марки 40 КХНМ с высокими упругими свойствами. Пряь1олинейный рабочий участок о, пружинящего лепестка контактирует с измеряемой поверхностью по длине 20 мм. К боковой кромке середины прямолинейного участка пружинящего лепестка, соприкасающегося с измеряемой поверхностью, при помощи точечной сварки подсоединяются термоэлектроды 5 из хромеля и алюмеля диаметром 0,15 мм, которые для устранения утечки тепла по термоэлектродам прюложены на расстоянии 8-10 мм вдоль рабочей поверхности лепестка, а далее свиты в спирали для того, чтобы при частых замерах температуры сохранить длительную работоспособность устройства и уменьшить теплоотвод по термоэлектродам.

Устройство работает следующим образом.

К нагретому телу (не показано) прикладывают устройство, которое защитным 4 контактирует с измеряемой поверхностью. При этом чувствительный элемент 3, обладающий пружинящими свойствами., плотно прилегает по длине 100-200 диаметров термо. электродов 5 к поверхности тела, температуру которого измеряют. Размер прямолинейного рабочего участка а -чувствительного элемента определяют экспериментальным путем.

« Таким образом, размер горячей

поверхности устройства определяется размерами нижней прямолинейной части а чувствительного элемента 3 и его пружинящими свойствами, и не зависит от размеров измеряемой поверхности и усилия прижатия, прикладываемого к устройству.

Устройство можно использовать в практике температурных измерений поверхностей нагретых тел в диапазоне

0 0-1000 С. При этом методическая ошибка измерений составляет 1,5% во всем рабоче.м температурном диапазоне, причем ее можно исключить при градуировке устройства, тем сгмым еще

5 больше повысить его точность. Инерщсонность устройства.составляет около 0,5 с, а время установления показаний (при 1% недохода стрелки электронного потенциометра типа КСП-4) не превышает 3 с.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры поверхности нагретых тел, содержащее чувствительный элемент в виде пружинящего лепестка с термоэлект,родами, отличающееся тем, что, с целью повышения точнос0 расширения предела измерений, снижения инерционности устройства, в нем пружинящий лепесток чувствительного элемента выполнен с прямолинейным рабочим участком длиной, равной 100-200 диаметрг1м термоэлёктродов, к боковой кромке которого в средней части закреплены термоэлектроды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 513271, кл. G 01 К 7/02, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР

1 53463, кл. G 01 К 13/08, 1937 (прототип).

W