Устройство для измерения абсолютныхТЕМпЕРАТуР Советский патент 1981 года по МПК G02F1/13 

1

Изобретение относится к ф-изически методам измерения распределения температур по поверхности объектов с применением жидких кристаллов,преимущественно к измерению температур трубчатых систем, например, в геологии. /

Известны устройства для измерения абсолютных температур, включающие вкрапления термочувствительных холестеричееких жидких кристаллов в полимерной матрице, выполненной в виде гибкой пленки. Холестеринеский ЖИДКИЙ кристалл в определенном интервале температур имеет разные цвета, в зависимости от абсолютного значения температуры в этом интервале. Когда гибкая пленка приводится в тепловой контакт с телом, разброс температур которого не превышает интервала существования жидкокристаллической фазы, распределение цветов по плоскости пленки будет однозначно соответствовать распределению температур по поверхности тела 1.

Недостатком известного устройства является узкий интервал измеряемых температур.

Наиболее близким к предле аемому .является жидкокристаллический индикатор, содержащий множество элементов - карманов, заполнение которых имеет различные температурные- характеристики для каждого кармана. Все элементы нанесены на общее основание, служащее теплосъемником. Для измерения температуры основание приводится в тепловой контакт с измеряемым телом и по изменению цвета группы .

0 элементов судят об.абсолютной температуре тела {2.

Недостатком известного устройства является невысокая точность регистрации температуры, обусловленная тем,

5 что измерения производятся в пределах одной небольшой площадки трубчатой системы. Разброс температуры по периметру трубчатой системы или недостаточный тепловой контакт в

0 процессе одного акта измерения приводят к ошибкам в измерениях, котрг рые могут быть устранены, например,. увеличением числа и точекизмерений, что приводит.неизбежно к снижению

5 скорости измерений.

Цель изобретения - увеличение

точности регистрации температуры с одновременным повышением скорости 0 измерений.. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерени абсолюоных температур, например, трубчатых систем, теплосъемник выполнен в виде нескольких идентич ных теплопроводных сегментов, выполненных, например, из меди, на каждый сегмент помещена группа жидкокристаллических (ЖК) индикаторов, снабженная двумя шкалами отсчета - цифровой (грубой) и коло риметрической (точной). Количество идентичных сегментов теплосъемника и соответственно групп ЖК индикатор определяется удобством использовани При Мсшом числе сегментов точность измерений ниже, поскольку числр точек, по которым устраняется темпера тура, мало, при большом числе сегментов устройство громоздко в эксплуатации. Для ускорения :процесса) измерени сегменты соединены между собой пружинной Связью, в разрыве одной из которых размещен съемно-установочны замок-фиксатор. На фиг. 1 изображена схема разме щения сегментов теплосъемника для измерения температуры трубчатой систекол; на фиг. 2 -, вид А на фиг. Устройство для измерения абсолютной температуры трубчатой систем 1 содержит сегменты 2 теплосъемника выполненные из теплопроводного материала, например красной меди, с теплопроводными вставками 3. Сегменты 2 соединены между собой пружинной связью 4, в разрыве одной и которых установлен съемно-установоч ный замок-фиксатор 5. На вставке 3 каждого из сегментов 2 размещена группа ЖК индикаторов б, снабженна цифровой (грубой) шкалой 7 и колориметрической (точной) шкалой 8. В группе ЖК индикаторов 6 отдель элементы имеют разный неперекрываю щийся диапазон температурной чувств тельности, т.е. изменяют последоватеЛьно цвета по мере нагрева или охлгикдения. в температурных интервалах, которые различны длч каждого элемента группы. . Устройство работает следующим образом. Устанавливают вокруг трубчатой системы 1 сегменты 2 информационног теплосъемника . , соединяя для этого замок в пружиннойсвязи, при этом достигается тепловой контакт устройства с трубчатой системой. После выдержки времени, необходимого для установления одинаковой температуры сегментов информационно теплосъема и трубчатой системы, визуально определяют по цвету соответ ствующего элемента индикации из жидкокристаллической пленки темпера туру трубчатой системы, считывая I показания с двух шкал - грубой и точной по следующей методике. По изменению цвета одного из элементов индикации грубо определяется какому диапазону температур соответствует данная трубчатая система, а затем по цветной точной шкале определяют число градусов, которое необходимо добавить к наименьшему .пределу найденного температурного диапазона. Пример 1. Элемент индикации, с диапазоном температур 40-60°С, принял Ж елтый цвет. По точной шкале желтому цвету соответствует 13®С, тогда окончательная абсолютная температура трубчатой системы будет равна 40 + 13 53°С. Пример 2. Элемент индикации с диапазоном температур 60-80 (грубая шкала} принял светло-зеленый цвет, что по точной шкале соответствует 16 С, тогда абсолютная температура трубчатой системы будет равна 6(f+ 16° 76° С. Геометрические размеры, а также цифры на грубой и точной шкале, предлагаемого устройства носят условный характер. Это обусловлено тем, что радиусы выбранных сегментов информационного теплосъема могут отвечать только определенном интервалам- диаметров, труб, например, если взять масштаб приводимого чертежа М 1:1, то такое, устройство может измерять абсолютные температуры трубчатых систем с диаметраши от 0,02 до 0,2 м. Для диаметров меньших или больших указанного интервгша необходимо из5готовление устройства аналогичной конструкции, но с геометрически пропорциональными элементами сегментов информационного теплосъема и звеньями пружинных связей. То же относится и к интервалам измеряемых абсолютных температур. Существующие элементы индикации из жидкокристаллической пленки могут работать в диапазоне (-50) - (+240)-С, поэтому, в зависимости от конкретных условий,на сегментах теплосъемника 2 устанавливаются соответствующие элементы индикации, причем максимальная точность отсчета может быть получена до 0,0lc. Число сегментов теплосъемника выбирается с таким расчетом, чтобы при наименьшей сложности конструкции обеспечить наиболее надежный тепловой контакт с.трубчатой системой и для удобства визуального отсчета значений .абсолютных температур. Предлагаемое устройство дает возможность проводить термоизмерения непрерывно на любом участке трубчатой системы, при высокой производительности выполнения работ по

термоизмерениям за счет удобства и простоты съема информации. Кроме того, количество обслуживающего персонала и уровень его профессионально-технической подготовки может быть значительно снижен по сравнению с термоизмерениями, проводимыми с помощью известных устройств. Если учесть большие масштабы геологоразведочных, горных и других работ этой отрасли и большой диапазон энергообеспечи ющих систем, нуждающихся . в техническом контроле и регулировании, в частности по термопараметрам, тр экономический эффект от внедре.ния предлагаемого устройства будет достаточно большим.

Формула изобретения

Устройство для измерения абсолютных температур, например, трубчатых систем, содержащее жидкие кристаллы

IB качестве индикаторой температуры, размещенные на теплосъемнике, о тли чающееся тем, что, с целью увеличения точности регистрации температуры и повышения скорости - измерений, теплосъемник выполнен в Виде нескольких идентичных теплопроводных сегментов, выполненных например, из меди, на каждом из сегментов размещена группа жидкокристаллических индикаторов, снабженная

двумя шкалами отсчета - цифровой (грубой) и колориметрической (точной) , причем теплопроводные сегменты соединены между собой пружинной связью, в разрыве одной из которых

5 установлен съемно-установочный замок-фиксатор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № ЗбООООО, 0 кл. 350-160, опублик. 1972.

2.Патент США 3633425, кл 350-160j опублик. 1972.

Ви9А