Устройство для измерения теплового потока Советский патент 1982 года по МПК G01K17/08 

(S) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА

I

Изобретение относится к тепловым 1змерениям и может быть использовано

в теплоэнергетической промышленности и других областях, связанных с теплои массообменом.

Известно устройство для измерения мощности теплового потока в двухтрубной системе путем перемножения двух неэлектрических величин электрическим способом, содержащее расходомер, датчик Холла, питаемый термо-ЭДС, термопару и обмотку магнитопровода, электрически связанную с расходомером 1 .

Однако это устройство сложно, показания недостаточно точны, так как температура термопарами измеряется только в двух точках потока жидкости в прямом и обратных направлениях, может быть использовано при измере1 и теплового потока только в потоке движущейся капельной жидкости. Наиболее близким по технической

сущности и достигаемому результату

к предлагаемому является датчик теп|лового потока, содержащий размещенные в охлаждаемом корпусе тепловоспринимакяций и эталонный элементы 2 .

Однако такой датчик обладает низкой чувствительностью и большой тепловой инерцией. Это обусловлено тем, что за тепловоспринимакхцей пластиной изготовленной из высокотемпературнопроводного материала (меди), разме10щен эталонный элемент, выполненный из хромеля, который находится в контакте с водоохлаждаемым стержнем из меди.

Цель изобретения - повышение чувISствительности и уменыуение тепловой инерции устройства.

Поставленная цепь достигается тем, что в устройстве, размещеннью в охлаждаемом корпусе тепловоспринима30ющий и эталонный элементы совмещены и выполнены в виде тела вращения образованного сегментами,.изолированными друг от друга, при этом эталонные участки сегментов соединены в термобатарею. На фиг.,1 изображено предлагаемое устройстве, разрез; на фиг. 2 - тепловоспринимающий элемент в увеличенном масштабе; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2; на фиго 4 - схема последовательного включения термопар. Устройство для измерения теплового потока состоит из тепловоспринимающего. элемента. 1, изготовленного из высокотемпературнопроводного материала, например меди, корпуса 2, патрубков 3 подачи и отвода 4, охлаж дающей воды, впаянных в охлаждаемую .часть корпуса 2, . Тепловоспринймающий элемент 1 и эталонный элемент 5 выполнены заодно в виде тела вращения переменного сечения, например, параболлоида, из высокотемпературного материала, например, из меди. Тепловоспринймающий элемент 1 переходит в цилиндрический участок длиной f,, равной не менее 0,2-1,0 его диаметра. Торцовая часть тепловоспринимающего элемента 1 имее торцовый участок площадью F/ с бурти ком 6 для. креплениякерамической вставки 7 и плавный переход 8, напри мер, по параболе, на размер эталонно го цилиндрического участка площадью F и длиной S о Отношение пло1чадей . F) . лежит в пределах .-р- 1,. -Тепловоспринимающий элемент 1 по всей своей длине, включая и участок t и S разрезан, например, на 12 сегментов 9-20 (фиг.З). Все сегменты 9-20 элек рически изолированы между собой, например, тонкой слюдой, и склеены эпоксидной.смолой о В каждом сегменте, например 18, зачеканен проводник 21, например, из хромеля, в точках 22 и 23, так что все двенадцать эталонных элементов 5 т.е. двенадцать участков сегментов 9-20 длиной о соединены последовател НО, кроме двух крайних и образуют термобатарею (фиг. 2 и ). От крайних эталонных элементов сегмента 20 в точке 23 выведен медный отводящий проводник 24, а провод ник из хромеля 25, зачеканенный в другой эталонный элемент крайнего сегмента 9 в точке 22 имеет отводяи проводник 25. Проводники 24 и 25 выведены из корпуса 2, а место их 92 4 . вывода залито эпоксиднойсмолой 26. Точки 22 и 23 на всех сегментах , расположены строго в плоскостях сечения, нормальных к оси устройства. Эталонный участок длиной 8 тепловоспринимающего элемента 1 разделен перегородкой 27, например, из керамики, которая герметизирована, например, эпоксидной смолой Полость 28 заполнена мягкой набивкой, например нитью КН-4. Внутреннее отверстие в тепловоспринимающем элементе 1 закрыто пробкой 29 и заклеено эпоксидной смолой. Датчик работает следующим образом. В патрубок 3 подводится, а из патрубка 4 выводится охлаждающая вода о Тепло, поступающее через торцовую поверхность тепловоспринимающего элемента 1, проходит по сегм.ентам и хвостовиками 30 отдается охлаждающей воде. По измеренному перепаду температур на эталонном участке 5 и по известному соотношению рассчитывается тепловой поток. Так как поток тепла на всем пути проходит по высокотемпературному ма- териалу, а на участке 5 разность температур определяется многоспайной дифференциальной термопарой, то уменьшается тепловая инерция и увеличивается чувствительность устройства. Формула изобретения Устройство для измерения теплового потока,. содержащее размещенные в охлаждаемом корпусе Тепловоспринймающий и эталонный элементы, отличающееся тем, что, с целью, повышения чувствительности и уменьшения тепловой инерции устройства, в нем Тепловоспринймающий и эталонный элементы совмещены и выполнены в виде тела вращения, образованного сегментами, изолированными друг от друга, при этом эталонные участки сегментов соединены в термобатарею. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 163394, кл. G 01 К 17/08, 1964. 2о Авторское свидетельство СССР № 411326, кл. G 01 К 17/08, 1971 Гпрототип)