Устройство для измерения теплового потока

Устройство для измерения теплового потока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИ) ЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21} 2681183/18-10

122) 04.11.78 (46) 07.05.83. Бюл. Р .17 (72) Б.В.Важенин, Э.Г.Пластинина, ;Ю.Г.Шеркунов и М.Ф.Захаров (71) Уральский научно-исследовательский и проектный институт строительных материалов (53) 536.629.7(088.8) (56) 1. Геращенко О.A., Федоров В.Г.

Тепловые и температурные измерения.

Киев, "Наукова думка", 1965, с. 191195.

2. Авторское свидетельство СССР Р 451003, кл. Q 01 N 25/20, 1972 (прототип ).

as>SUa„A

3(Д); Q 01 K 17/08 "6 Ol и 25/20 (54) (57) .УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИИ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА, сбйаржащее тепло-. воспринимакнций элемент в виде допол.нительной стенки .и регистратор пере« лада температуры по ее толщине, отличающееся тем, что, с целью повышения точности.при одйовременном расыирении температурного диапазона. измерения, доцолнительная стенка со- стороны, противоположной приемной поверхности, имеет ступенчатый проФиль, -при атем поверхности ступеней выполнены, с одинаковой степенью черноты. 1016698

Ь+ Л сР

Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Заказ 3377/43

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4

Изобретение относится к тепловым измерениям и может быть использовано для определения тепловых потоков через ограждения, преимущественно при высоких температурах, в частности через огнеупорную кладку теплоагрегатов.

Известны датчики теплового потока - тепломеры, содержащие дополнительную стенку с батареей пронизывающих ее дифференциальных термопар,(1.).

Однако данные тепломеры сложны при изготовлении, а пронизывающие .стенкУ термоэлектродные провода создают неоднородный слой, в котором при изменении температуры происходит перераспределение тепловых потоков.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения теплового потока— тепломер, содержащее дополнительную стенку в виде двух элементов (вставок) из материалов с различными теплофизическими свойствами и термопары, установленные на наружной поверхности каждого элемента j2).

Использование в указанном тепломере элементов с разными теплофиэическими свойствами приводит к перераспределению теплового потока через тепломер, что нарушает равенство тепловых потоков через элементы и тем самым приводит к снижению точности измерения. Температура поверхности вставки определяется контактными датчиками, вносящими искажение в ее температурное поле. Тепломер предназначен для измерений в узком температурном диапазоне, ограниченном требованием постоянства коэффициентов теплолроводности материалов вставок.

Цель изобретения — повышение точности при одновременном расширении температурного диапазона измерения.

Поставленная цель достигается .тем, что в устройстве для измерения теплового потока,.содержащем. тепловоспринимающий элемент в виде дополнительной стенки и регистратор перепада температуры по ее толщине, дополнительная стенка со стороны, противоположной приемной поверхности, имеет ступенчатый профиль, при этом поверхности ступеней выполнены с одинаковой степенью черноты.

На чертеже схематически показано устройство для измерения теплового потока.

Устройство содержит дополнитель-. ную стенку в виде пластины 1, имею-. .щей ступенчатый профиль и выполненной из изотропного оптически непрозрачного материала с известным коэффициентом теплопроводности, и радиометр

2 ИК-излучения, снабженный индикатором 3.

Число ступеней пластины 1 — две и более, а их поверхности имеют одинаковую степень черноты.

При измерении дополнительную стенку 1 устанавливают плоским основанием на поверхность ограждения 4, тепловой поток через которое необходимо определить. После установления стационарного теплового режима с помощью радиометра 2 измеряют тем- . пературный перепад на поверхностях ступеней, последовательно визируя его чувствительный элемент на центральные эоны ступеней (положение A-A ). При этом индикатор 3 фиксирует темпера турный перепад ht на ступенях дополнительной стенки.

Зная а1, коэффициент теплопроводности материала дополнительной стенки Л и высоту ступени с определяют тепловой поток

Для измерений при 0-50оС и тепловых потоках 20-100 Вт/м дополнительная стенка изготавливается иэ

З5 полиметилметакрилата, а для температур 100-.600ОC и тепловых потоков свыше 100 Вт/и — из асбоцементного плоского листа, керамовермикулита и керамики.

40 Высота первой ступени может изменяться в пределах 3-7 мм, второй7-12 мм. Увеличение высоты ступени вносит искажение в распределение теплового потока.

Изобретение благодаря ступенчатому профилю дополнительной стенки позволяет исключить пронизывающие ее термоэлектроды и измерять температурный перепад а1 С бесконтактным методом— о с помощью радиометра ИК-излучения, показания которого зависят только от разности температур на поверхности ступеней, что повышает точность измерения. Выполнение дополнительной стенки из изотропного материала, стойкого к температурному воздействию, обеспечивает расширение диапазона измерения.