Устройство для измерения температуры поверхности упругого тела Советский патент 1982 года по МПК G01K7/02 

(5) УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ УПРУГОГО ТЕЛА

1.

Изобретение относится к измерительной технике, конкретно к конструкциям термопар, предназначенных для измерения температуры поверхностей упругих сред, резины, пластмассы, биотканей и т.п.

Известна термопара, содержащая сваренные в спай электроды, изогнутые в форме конической спирали, последний виток которой закреплен на ,о упорном кольце, снабженном ручкой, в которой размещены выводные концы электродов П 1.

Недостатком указанного устройст- ,, ва является ограниченная возможность выполнения электродов термопары из материала, работающего при измерениях в области упругий деформаций и продолжительное время, если жего

спираль из термоэлектродов подвержена упругой деформации продолжительное время, то сила прижатия изменяется от одного цикла измерений

к другому, и следовательно возрастают ошибки в измерении поверхностной температуры. Кроме того, контакт горячего спая с поверхностью несимметричен, так как спай разворачивается при сжатии конической спирали.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее корпус, размещенный в нём подпружиненный шток с установленной в нем термопарой 2.

Недостатком известного устройства является невозможность регулирования силы прижатия горячего спая термопары к контролируемой поверхности, что исключает возможность обеспечения хорошего контакта спая с упругой поверхностью и, следовательно, измерение температуры с высокой точностью.

Цель изобретения - повышение точности измерений. 39б Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено наконечником с упором для штока и отверстием для спая нижней части и хвостовиком, выполненными в виде направляющих, упором-ограничителем, регулятором и компенсационной пружиной, при этом наконечник и хвостовик установлены соответственно на рабочем и противоположном ему концах штока, упор-ограничитель и регулятор установлены с возможностью перемещения на нижней и верхней части корпуса соответственно, прижимная пружина размещена между корпусом и хвостовиком, а компенсационная пружи- . на -. между корпусом и наконечником, при-чем корпус, хвостовик и наконечник снабжены шкaлa м. На фиг. 1 изображено устройство для измерения.температуры.rioeepxHo стй упругого тела, общий вид, исходное положение, на фиг. 2 - .то же, рабочее положение., . Устройство содержит полый корпус 1, в которомразмещен подпружиненный шток 2с двумя канала « 1 3 для отвода пpc вoдof термопары (например, керамическая двухканальная со-ломка). .Для удержания штока 2 в под пружиненном состоянии на шток свободно наде:ты со стороны горячего спая 5 термопары наконечник 6 с упо ром для штока и огверстием для спая и хвостовик 7, выполненные в виде н правлякпццх. МеждУ корпусом и хвостовиком уст новлена тарированная прижимная пружина 8,.а меиду. корпусом и наконечником - тарированная К(пенсационная пружина 9 (например, пружины 8 и 9 надеты, на хвостоеик и наконеч ник соответственно). Горячий спай 5 термопары размеи ен перед торцом 10 наконечника 6. соединения устройства в единое целое, регулиро ки силы прижатия спая к поверхности и величины рабочего хода горячего спай служат установленные (например на резьбе) на верхнем и нижнем конце корпуса регулятор 11 и упор-огра ничитель 12 и их контргайки 13 и 1 соответственно. Наружные поверхности устройства, например корпус 1, хвостовик 7 и наконечник 6, снабжен шкалами 15-18 соответственно. Отсче по шкалам 15 и 16 на корпусе 1 проводится по резьбовым концам регулятора 11 и упора-ограничителя 12 (или их контргаек). Устройство работает следующим образом. ( В зависимости от вида и характеристик исследуемой поверхности и вида термопары прибор настраивают на определенную величину силы прижатия и величину рабочего хода наконечника 6 с горячим спаем 5 с использованием тарировочных характеристик (зависимости силы прижатия и хода наконечника 6 от положения регулятора 11). После присоедине44ия холодйых спаев термопары к компенсационным проводам, термостату и регистратору (например, тензометрической установке ), осциллографу, МИЛЛИ вольтметру электронномуОсциллографу, устройство мают горячим спаем 5 к заданной точке исследуемой nosepjxHoсти 19 (пр« расположении его перпендикулярно к ней) до соприкосновения торца 20 упор а-ограничителя с поверх-, ноеть о 19. При этом силу прижатия , контролируют по шкале 17 хвостовика7. В этри.11оИожении проводят регистрацню температуры поверхности 19 упругого тела. Все детали устройства могут быть выполнены -из любых недефицитных материалов. ПРИ этом хвостовик, наконечник и упор-ограничитель рекомендуется изготовлять из теплр- и электроизоляционных материалов. Использование в устройстве регулятора, оградачителя, прижимающей пружины, компенсационной пружины повышает стабильность и точность измерений за счет того, что в устройстве обеспечена регулировка, тарировка силы прижатия горячего спая к . поверхности в зависимости от условий измерения (типа повбР ио ти, термопары, доступности зоны измерения и т.п.), фиксация и регистрация (контроль) этой силы в процессе измерения. Этому же способствует уменьшение искажений теплового поля в зоне измерений и симметрии взаимодействия горячего спая с поберхностью. Применение в устройстве в качестве упругого элемента пружины увеличивает число циклов измерений одной термопарой, расширяет номенклатуру материалов, из которых она из готов-, ляется, а также позволяет проводить измерения в зонах с ограниченными