Способ определения средней температуры за заранее заданный промежуток времени Советский патент 1950 года по МПК G01K3/04 

Предметом изобретения является способ измерения средней температуры за заранее заданный промежуток времени с помощью теплоинерционнных насадок.

Приборы с теплоинерционными насадками измеряют лишь среднюю температуру за какой-либо протекший, а не заданный промежуток

времени.

Предлагаемый способ отличается тем, что с целью определения средней температуры за заранее заданный промежуток времени, на тёпловоспринимаюшую часть термометра надевается шаровидная насадка, материал и размеры которой рассчитываются таким образом, что её тепловая инерция соответствует заранее заданному промежутку времени измеряемой температуры.

Насадка состоит из шаровидного корпуса 1, (см. чертеж) выполненного из материала, имеющего тепловую инерцию, соответствующую заранее заданному промежутку времени измеряемой температурь В корпусе насадки имеется отверстие 2, куда вставляется тепловоспринимающая часть термометра.

Принцип действия насадки состоит в том, что центр шара реагирует на изменение температуры поверхности со значительным запозданйелг. Если температура поверхности шара будет быстро изменяться, поднимаясь пли падая, то центр шара не будет отражать колебаний температуры на его поверхности. Тепловые волны, ндушпе от периоферии к центру шара, не достигнут его потому, что они не обладают энергией движения по пнерцпп и могут без затраты внешней энергии менять свое направление. Вместе с тем волны могут взаимно усиливаться и погашаться.

Направление движения тепловых золн строго подчиняется температурному градиенту. В си.лу перечисленных свойств все темпловые волны, идущие от среды в шар, суммируются п взаимно погап аются

№ 85097

уже на его поверхности. Образующиеся волны на поверхности в результате суммирования проникают внутрь шара.

В центр шара доходят только те волны, которые имеют период колебания наибольшей продолжительности. Эти волны являются интегрально средними по своей температуре всех температурных волн, действовавших на поверхность шара.

Период времени колебания интегральной волны, доходящей до центра шара, и есть продолжительность времени, за которое показывает среднюю температуру данная шаровая насадка. Подбирая те или иные величины теплоемкости, поверхности, теплоотдачи и теплопроизводительности насадки, можно получить насадку на термометр для любого промежутка времени.

Рассматривая условно шар в разрезе от периферии к центру, разделим его на следующие зоны температур: А, В, С, Д и М (см. чертеж). При равномерных и быстрых колебаниях температур в зоне А наступит колебание только в зоне В, но в значительно ослабленной форме. Температура в зонах С, Д и Л остается неизменной. Если период равномерных температурных колебаний в зоне А удлинится, то колебания температуры в зоне В станут сильнее. Зона С будет поглащать все колебания температур зоны В и поэтому сама придет в колебательное состояние.

При увеличении периода колебаний температуры поверхности шара тепловые волны проникнут глубже и захватят зону Д. Наконец, при предельной продолжительности периода колебания для данного шара тепловая волла достигнет центра зоны. Измерение температуры в центре шара (в зоне М) покажет среднюю температуру за время, равное продолжительности периода колебания предельной для данного щара волны.

Если продолжительность периода колебаний тепловых волн, действующих на поверхность шара, короче продолжительности периода колебания предельной тепловой волны щара, то измерение температуры в центре шара покажет среднюю температуру за время колебания предельной тепловой волны.

Если продолжительность периода колебания тепловой волны больше продолжительности периода колебания предельной тепловой волны шара, то измерение температуры в центре шара покажет среднюю температуру отрезка тепловой волны за время, равное продолжительности периода колебания предельной тепловой волны шара.

Способ определения средней температуры за заранее заданный промежуток времени, отличающийся тем, что на тепловоспринимающую часть термометра надевается щаровидная насадка, материал и размеры которой рассчитываются таким образом, что ее тепловая инерция соответствует заранее заданному промежутку времени измеряемой температуры.

Предмет изобретения