Термопреобразователь для измерения среднеобъемной температуры материала

Термопреобразователь для измерения среднеобъемной температуры материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕОРЬЕМНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ МАТЕРИАЛА, нагреваемого с поверхности осесимметричной тепловой волной, содержащий теплоизолирующую подложку с чувствительным элементом, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры , чувствительный элемент выполнен в виде батареи термоэлектрических преобразователей, рабочие спаи которых закреплены на подложку в одинаковых примыкающих одна к другой полосообразных областях подложки, при этом в каждойХ-и полосе спаи распределены равномерно по ее площади , а их число И( определяется соотношением Ик- 1Д2К-1), где И - число спаев в первой полосе.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECIlYSЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHO5A(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2826511/18-10 (22) 05. 1 0. 79 . (46) 15.07.83. Бюл. И 26 . (72) В.Я. Хаин (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта им. М.И. Калинина (53) 536.53(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

8 373546, кл. G 01 K 3/02, 1971. ,. 2. Авторское свидетельство СССР

Y 901839 кл. 801 K 3/02, G 01 К 7/16, 1979 (,прототип) (54)(57) ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕОБЬЕМНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

МАТЕРИАЛА, нагреваемого с поверхнос3 > G 01 К 7/02 Г, 01 К 3/02 ти осесимметричной тепловой волной, содержащий теплоизолирующую подложку с чувствительным элементом, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры, чувствительный элемент выполнен в виде батареи термоэлектрических преобразователей, рабочие спаи которых закреплены на подложку в одинаковых примыкающих одна к другой полосообразных областях подложки, при этом в каждой 1(-й полосе спаи распределены равномерно по ее площади, а их число g определяется соотнощением k,=-И,2М-1) где И,1- число спаев в первой полосе.

1 1029

Изобретение относится к температурным измерениям, а точнее к термопреобразователям для измерения среднеобъемной температуры, и может быть использовано для неразрушающего контроля среднеобъемной температуры ма" териала, нагреваемого с поверхности осесимметричной тепловой волной,и определения физических величин, взаимосвязанных со средней температурой 1Î законами теплопередачи.

Известен термопреобразователь для измерения среднеобъемной температуры материала, содержащий группу термоэлектрических преобразователей, внедряемых внутрь материала $1).

Недостаток термопреобразователя необходимость внедрения термоэлектрических преобразователей в материал, что в ряде случаев является невозможным.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является термопреобразователь для измерения среднеобъемной температуры материала, нагреваемого с поверхности осесимметричной тепловой волной, содержащий теплоизолирующую подложку треугольной формы с чувствительным элементом, выполненным в виде термозависимого однородного проводника, равномерно заполняющего теплоизолирующую подложк„1? ).

Недостаток такого термопреобразователя - создание повышенного оттока тепла от материала вблизи вершины треугольника. Здесь проводник нагревается более всего, отбирая тепло от сравнительно малой площади материала. Повышенный отток тепла в этом месте приводит к искажению температур- 4О ного поля в материале и появлению систематической ошибки, Кроме того, при измерении температуры материала с неровной поверхностью возникает ошибка измерения вследствие нарушения теплового контакта между плоской -поверхностью термопреобразователя и материалом.

Целью изобретения является повышение точности измерения,.

Поставленная цель достигается тем, что в термопреобразователе для измерения среднеобъемной температуры материала, нагреваемого с поверхности осесимметричной тепловой волной, содержа55 щем теплоизолирующую подложку с чувствительным элементом, чувствительный элемент выполнен в виде батареи термоэлектрических преобразователей, ра017

2 бочие спаи которых закреплены на подложке в одинаковых примыкающих одна ,к другой полосообразных областях под" ложки, при этом в каждой 1 -й полосе спаи распределены равномерно по ее площади, а их число Ик определяется соотношением

Ик=И1(а К-4)f где И,1 - число спаев в первой полосе.

На фиг. 1 изображен предлагаемый термопреобразователь, вид со стороны термоэлектрических преобразователей; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Термопреобразователь имеет теплоизолирующую подложку 1, на которой вы. делены одинаковые полосы с условными границами между ними (границы показаны пунктирной линией). Размер датчика (, (ширина ) соответствует глубине зоны контроля температуры, а длина - длине этой зоны. Первый порядковый номер присвоен полосе 2. Равномерно по площади каждо" полосы закреплены рабочие спаи термоэлектрических преобразователей 3, провода от которых собраны в жгут 4 и подведеHbl к термостатированным холодным спаям. Все термоэлектрические преобразователи соединены .в батарею последовательно, Для измерения среднеобъемной температуры материала термопреобразователь рабочими спаями накладывают на поверхность испытуемого материала краем первой полосы вдоль оси нагревателя, включают на короткое время нагреватель и измеряют термо-ЭДС батареи.

При выполнении условия и = g (? -1)

К количество спаев пК расположенных в каждой полосе, пропорционально величиHP 1 1"к "1" где 1", - расстояние от края первой полосы до центра К -й полосы; 1" — ширина полосы;

11 — общее количество рабочих спаев. Поэтому суммарный сигнал, снимаемый со всех термоэлектрических преобразователей, равен величине (2 И) r.--ñNI - т,(. 1 ), ul

-1

С- чувствительного каждого термоэлектрического преобразователя;

1 (1" )-значение температуры в центк, К ре К-й полосы; N — - общее количество полос в термопреобразователе.

102901

Эта величина, с .некоторой погрешностью, равна среднеобъемной температуре материала нагреваемого осесимметричной тепловой волной, причем величина этой погрешности тем меньше, чем больше количество элементарных полос содержит термопреобразователь.

При числе полос уп Ъ10. погрешность измерения не превышает 13.

Выполнение чувствительного эле- 1О мента термопреобразователя для измере7 4 ния среднеобъемной температуры в виде батареи термоэлектрических преобразователей, рабочие спаи которой распределены по определенному закону, позволяет повь1сить точность измерения среднеобъемной температуры материала, нагреваемого осесимметрич-" ной тепловой волной, и обеспечить более точное определение характеристик исследуемого материала.

Составитель В ° Куликов

Редактор С. Лисина Техред И.Костик Корректор Л, Бокшан

Заказ 4947/39 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Иосква Ж-35 Ра шская наб. . 4/5 т У л 8 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4