Наружный термометр Советский патент 1982 года по МПК G01K5/46 

(5) НАРУЖНЫЙ ТЕРМОМЕТР

.; t : Изобретение относится к температу ным измерениям, а именно к устройствам для индикации наружной температуры . ; ;. Известны устройства для измерения наружной температуры, содержащие тер мочувствительный элемент, выполненный в виде резистивного термоэлемента, включенного в мостовую схему, примем развертка указателя темп ературы выполнена в виде электромеханической следящей системы и ползунковы переключателей с подвижными контактами 1 . Недостатком устройства является низкая надежность работы, обусловленная наличием электромеханических связей. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является нару.ный термометр, содержащий термочувствительный элемент, блок развертки указателя температуры, электронный блок управления шкалой, электрически связанный с блоком развертки указателя температуры, шкалу, вдоль линии градуировки которой установлены перегородки с осветительными лампами между ними 2 . Недостатками устройства являются низкая точность и надежность измерения температуры, обусловленная нестабильностью работы термочувствительного элемента и блока развертки указателя температуры, вызванная нестабильностью источника питания и погрешностью электронного блока, а также ненадежность электромеханического переключателя из-за наличия трущихся изнашивающихся контактов. Цель изобретения - повышение точности измерения и надежности устройства. Эта цель достигается тем, что в . известном устройстве введе1:1а схема исключения, выход которой электри.чески связан с блоком управления шкалой, а вход - с фотоприемником нулевого деления блока развертки, который содержит осветитель, термочувствительный элемент, выполненный в виде биметаллической спирали,.наружный конец которой жестко связан с корпусом термометра, а внутренний с диафрагмой, имеющей форму двух полукругов с различными радиусами и установленную между осветителем и торцами световодов, расположенных по.окружности вплотную друг к другу, выходные торцы которых оптически связаны с фотоэлементами электронного блока управления, причем напротив нулевого деления блока раз вертки установлен входной торец до-, полнительнрго световода схемы исклю ния. На фиг.1 изображена принципиальная схема наружного термометра; на фиг. 2 - схема включения электричес ких ламп указателя температуры; на фиг. 3 - расположение диафрагмы от;Носительно торцов световодов в различных позициях. Наружный термометр (фиг. 1) содержит термочувствительный элемент (биметаллическую спираль) 1, блок 2 развертки указателя температуры, электронный блок 3 управления шкало указатель температуры - шкалу (фиг. 2). Блок 2 развертки указателя темпе ратуры (фиг. 1) выполнен в виде опт электронного блока, состоящего из последовательно расположенных в кор пусе осветителя 5, кольцевого отражателя 6, жестко прикрепленного к о биметаллической спирали V, диафрагмы 7, выполненной в виде двух полукругов с различными радиусами и волоконно-оптического узла, собранног из светопроводов 8, входные торцы 9 которых расположены вплотную друг к другу по окружности круговой шкалы а выходные торцы 10 оптически связа ны С фотоэлементами 11 электронного блока 3 управления. Электронный блок 3 управления (фиг. 3)содержит фотоэлемент П, включенный по выходу к пороговому устройству оконечного каскада 12 уп равляющего соответствующей осветите ной лампой 13 указателя температуры k. Напротив нулевого деления шкалы установлен входной торец I дополни 4 тельного светопровода 15 схемы 16 исключения. Схема исключения также содержит фотоэлемент 17, выход которого соединен с входом порогового устройства 18. Указатель 3 температуры содержит прозрачную трубку с измерительной шкалой, непрозрачные перегородки, установленные вдоль линий градуировки термометра и осветительные лампы 13, подключенные к источнику питания. Окружность круговой шкалы разбивается (квантуется) на элементарные части в зависимости от диапазона измерения температуры и заданной точности измерения. Устройство работает следующим образом. При включении осветительной лампы 5 (фиг. 1) световой поток кольцевым отражателем направляется на входные торцы 9 светопроводов 8. Температура окружающей среды измеряется биметаллической спиралью 1. Ей соответствует определенное положение подвижной диафрагмь 7, установленной на оси биметаллической спирали 1. Например, диафрагма находится в положении . 3, BJl При этом освещаются входные торцы 9 световодов 8, уложенные по окружности круговой шкалы в диапазоне от 50 до 23°С в зависимости от наружной температуры. В результате срабатывают соответствующие пороговые устройства от выходного сигнала фотоэлементов 11 и ключевые схемы оконечного каскада 12 подключают к шине питания осветительные лампы 13,указанного диапазона температуры, образуя непрерывный световой столб на фоне шкалы, высота которого пропорциональна температуре окружающей среды.)При этом одновременно освещаются входные торцы 9 световодов, уложенных и в плюсовом диапазоне круговой шкалы. Однако осветительные лампы плюсового диапазона погасли, так как при этом входной торец Tt светопровода 15 схемы 16 исключения затемнен, поэтому на выходе схемы 16 исключения сигнал отсутствует и выходном ключ 19 заперт, включенный последовательно осветительными лампами 13 плюсового диапазона. При нахождении подвижной диафрз - мы в положении на (фиг. 3, б), освеща ется входной торец 1k дополнительного светопровода 15 что приводит к срабатыванию порогового устройства 18 схемы исключения. В результате этого осветительные лампы 13 минусового диапазона температуры получают питание через открытый ключ 20, несмотря на то, что часть входных торцов .светопроводов этого диапазона будет перекрыта диафрагмой 7. При этом осветительные лампы плюсового диапазона получают питание от оконечного каскада 12 блока 3 управления и открытого ключа 19 в зависимости от положения диафрагмы 7 и от количества освещенных торцов 9 светопроводов.

Таким образом, при помощи устройства развертки, выполненного из набора светопроводов, производится переключение осветительных ламп указателя температуры в зависимости от температуры контролируемой среды.

При этом точность преобразования Определяется минимальными размерами входных- торцов световодов (шагом квантования), которые могут быть уменьшены до 0,05 мм (диаметр единичных волокон, составляющих одно, деление шкалы), что позволит достичь высокой точности измерения температу ры.

Выполнение блока развертки с переключателем в виде оптоэлектронных блоков без механических связей и без электрических подвижных контактов . уменьшает погрешность измерения, обусловленную влиянием элементов механической связи со скользящими контактами системы. При этом не требуется постоянная корректировка показания термометра, что повышает надежность и создает удобства в эксплуатации.

Наружный термометр может быть установлен на больших площадях, улицах а также для визуального контроля тем пературы объектов на расстоянии на

предприятиях химической и авиационной промышленности, и найдет широкое применение в народном хозяйстве.

Формула изобретения

Наружный термометр, содержащий термочувствительный элемент, блок равертки указателя температуры, электронный блок управления шкалой, электрически связанный с блоком развертки указателя температуры, шкалу, вдоль линии градуировки которой установлены перегородки с осветительными лампочками между ними, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и надежности устройства,в него введена схема ис-ключения, выход которой электрически связан с блоком управления шкалбй, а ;вход - с фотопримником нулевого блока развертки, который содер:жит осветитель, термочувствительный элемент, выполненный в виде биметаллической спирали, наружный конец которой жестко связан с корпусом термометра, а внутренний - с диафрагмой имеющей форму двух полукругов с различными радиусами и установленную между осветителем и торцами световодов, расположенных по окружности вплотную друг к другу, выходные торцы которых оптически связаны с фотоэлементами электронного блока управления, причем напротив нулевого деления блока развертки установлен входной торец дополнительного световода схемы исключения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Фиг.2.

i-n