Дилатометрический датчик температуры Советский патент 1981 года по МПК G01K5/56 

(54) ДИЛАТОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ

I

Изобретение относится к первичным преобразователям температуры дилатометрического типа. .

По основному авт. св. № 393620, известен датчик, содержащий корпус с входным и выходным каналами, между которыми расположено дросселирующее тело, упи ;ающееся торцами в противоположные упоры корпуса и-выполненное в виде трубки с местным цилиндрическим сужением. Дилатометрический датчик температуры обладает высокой чувствительностью преобразования, позволяющей с высокой точностью следить за температурой измеряемого потока, а также конструктивной простотой, обусловленной цилиндрической формой продольного сечения дросселирующего канала ГО

Однако данный дилатометрический датчик температуры не позволяет получать информацию о массовом расходе вещества контролируемого потока в условиях меняющихся температур.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей датчика температуры.

Для этого дилатометрический датчик температуры снабжен струевьтрямитеЛ51МН, размещенными во входном и выходном каналах корпуса, и измерительной турбинкой, установленной между ними в месте цилиндрического сужения дросселирующего тела, причем стру10евыпрямители, турбина и корпус, выполнены из материалов с одинаковым коэффициентом температурного расширения, превышающим по величине коэффициент температурного расширения дроссели15рующего тела.

На чертеже изображен дилатометрический датчик температуры.

Дилатометрический датчик температуры содержит корпус, выполненный

20 из двух жестко соединенных между собой деталей 1 и 2 с входным 3 и выходным 4 каналами, между которыми расположено дросселирующее тело 5, выпоЯненное в виде трубки с местным цилиндрическим сужением, упирающейся торцами в противоположные упоры корпуса. Во входном 3 и выходном 4 каналах корпуса размещены соответственно струевыпрямители 6 и 7, на опорах .вращения которых смонтирована измерительная турбинка 8, расположенная в месте цилиндрического сужения дросселирзтощего тела 5. Детали 1 и 2, входной и выходной каналы 3 и 4, струевьшрямители 6 и 7 и турбина 8 изготовлены из материалов с одинаковым температ урньм коэффициентом линейного расширения с целью обеспечения постоянства зазоров в опорах вращени в диапазоне рабочих температур. При этом величина коэффициента линейного расширения материалов этих деталей превышает величину коэффициента линейного расширения материала дросселирукщего тела 5 для того, чтобы нагрев устройства приводил к увели-, чению сечения проходного канала (места сужения дросселирующего тела за счет разности коэффициентов линейного расширения материалов корпуса и дросселирукйцего тела, а охлаждение - к его сужению.

Дилатометричес4сйй датчик температуры работает следующим образом.

Поступающая во внутрь датчика рабочая среда вращает измерительную тубину. При этом скорость вращения турбинки является мерой объемного расхода среды и может быть определе на по формуле

а

«мS-H

где идеальная скорость вращения турбинки;

ft объемный расход потока через турбину;

величина хода винтовой пон верхности, образующей лопасти турбинки;

площадь живого сечения поS тока в плоскости, перпендиг кулярной оси турбинки. В данном случае это площадь сечения проходного канала, (места сужения дросселирующего тела.

В начальный момент число оборотов измерительной турбинки првпорционально не только объемному, но и массоBc jy расходу вещества о При нагреве рабочей среды происходит пропорциональное нагреву уменьшение ее плотности и уменьшение массового расхода, величина которого начинает отставать от величины объемного расхода, измеряемого числом оборотов турбинки и сохраняющего постоянство, т.е. нарушается пропорциональность зависимости массового расхода и показаний устройства.

Однако одновременный с нагревом

рабочей среда подогрев дилатометрического датчика температуры влечет за собой увеличение сечения проходного канала (места сужения) дросселиру-, ющего тела, т..е. увеличение живого

сечения потока, пропорциональное

уменьшению плотности и массового расхода вещества. При этом скорость потока (объемный расход) в месте сужения уменьшается, число оборотов турбинки падает. Так как скорость вращения турбинки уменьшается пропорцион пьно уменьшению плотности и величины массового расхода вещества, объемный расход и показания прибора снова оказываются пропорциональными массовому расходу, а дилатометрический датчик температуры может быть оградуирован в единицах массового расхода. При охлаждении

рабочей среды процесс }|ротекает в обратном порядке.

Изобретение позволяет осуществлять температурную коррекцию числа:-обо- . ротон турбинки в соответствии с температурным изменением плотности контролируемого потока, т.е. расширить область применения дилатометрического датчика температуры.

Формула изобретения Дилатометрический датчик температуры по авт., св. № 393620, о т л и г чающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей датчика, в него введены струевыпрямители, размещенные во входном

и выходном каналах корпуса, и измерительная турбинка, установленная мевду ними в месте цилиндрического сужения дросселирзтощего тела, причем струейыпрянители, турбина и корпус

выполнены из материалов с одинаковым коэффициентом температурного расширения, превышающим по величине коэффициент температурного расширения материала дросселирующего тела.

Исчочники информации,

принятые во внимание .при экспертизе

1. (Авторское свидетельство СССР № 393620, кл. G 01. К 5/56, 1972.