Устройство для измерения температуры

Устройство для измерения температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термобаллон, заполненный газом и соединенный ка: пилляром с одним плечом элемента сравнения вьтолненного в виде жид-г костного дифференхщального нуль-индикатора , к другому плечу которого подключен блок принудительной компенсации его объема, отличающеес я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности а негб введен герметичный сосуд со средство) для изменения его начального объема, сообщающийся с «0оими плечами дифференциального нуль-индикатора, снабженными в нтгаей части расф(рениями, а в верхней - сообщаюб(имнся между собой через патрубок с запорным краном ,, причем блок принудительной компенсации объема нуль-индикатора снабжен дополнительным тepмoбaллoнo f, заполненным газом и соединенным; капилляром с вторым плечом элемента сравнения, а параллельно обоим капил (Л лярам в непосредственной близости от них расположешл введенные дополнительные два капилляра, герметично заглушенные с одного конца, другой конец калпого из которых соединен с противоположным плечом нуль-инДикао ел тора. со iCX) 4

„,SUÄÄ 1051384 A

СОЮЗ СОВ ТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PEGllVSflHH

° З(я) 6 01 K 5/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СЮ ,00

4h,. (21} 3375767/18-10 (22) 04.01.82 (46) 30.10.83. Бюл. Р 40

: (72) А,ДЛузнецов и Л.И.Головенчнц (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт медицинской лабораторной техники, (53) 536.513(088.8) (56) 1. Сборник средств измерений, допущенных к обращению в СССР. М., Изд-во стандартов, 1979, вып. 51, с. 1.15-117.

2. Температура и ее измерение, Сборник докладов на 3 Международном симпозиуме по термометрии. М., "Иностранная литература", 1960, с. 103104 (нрототип) . (54)(57} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термобаллон, заполненный газом и соединенный капилляром с одним плечом элемента сравнения, выполненного в виде жид-. костного дифференциального нуль-инди« катора, к другому плечу которого подI ключен блок принудительной компенсации его объема, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повьааения чувствительности и точности, в него вве" ден герметичный сосуд со средством для изменения его начального объема, сообщающийся с -обоими плечаии ди4Ференциального нуль-индикатора, снабженными в нижней части расщирениями, а в верхней - сообщающимися. между собой через"патрубок с запорным краном,, причем блок принудительной компенсации объема нуль-индикатора снабжен дополнительным термобаллоном, заполненным газом и соединенным. капилляром с вторым плечом элемента Я сравнения, а параллельно обоим капиллярам в непосредственной близости от них расположены введенные дополнительные два капилляра, герметично заглушенные с одного конца, другой Я конец каждого иэ которых соединен с противоположным плечом нуль-индика- > тора. Ю

1 10513

Изобретение, относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам, предназначенным для измерения и контроля температуры в сосудах малого объема, и может быть использовано в различных областях науки и техники, в том числе для точного измерения или контроля температуры биожидкостей в кюветах, пробирках и других подобных сосудах малого объема, используемых в медицинской лабораторной практике.

Известны. устройства для измерения

1О температуры жидкости или газа в виде манометрических термометров, принцип

Недостатками такого устройства являются большие габариты термобаллона, а также сложность его схемного,50

/ и конструктивного решения, в частности узла, предназначенного для учета погрешностей, обусловленных местными изменениями температуры окружающей среды.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности измерений в сосудах малого объема °

Действия которых основан на зависимости давления (объема ) заполнителя термосистемы этих термометров (газ, жидкость ) от температуры измеряемой среды. Указанные термометры содержат термобаллон, присоединенный с помощью гибкого капилляра к манометру, в качестве которого может быть использован мембранный или жидкостной дифференциальный манометр компенсационного типа с компенсатором дав-, ления (! ).

Недостатками указанных термометров являются большие габариты термобаллона, исключающие возможность из30 мерения температуры жидкости в сосудах малого объема, а также низкая чувствительность и точность измерений, обусловленные большой жесткостью и нестабильностью упругого чувствительного элемента их манометров, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для измерения температуры, содержащее термобаллон, заполненный газом и соединенный капилляром с одним плечом элемента сравнения, выполненного в виде жидкостного дифференциального нуль-индикатора, к другому плечу которого подключен блок прину- 45 дительной компенсации его.объема (2 !.

84 1

Для достижения поставленной цели в устройство для измерения температуры, содержащее термобаллон, заполненный газом и соединенный капилляром с одним плечом элемента сравнения, выполненного в виде жидкостного дифференциального нуль-индикатора, к другому плечу которого подключен блок принудительной компенсации его объема, введен герметичный сосуд cr. средством для измерения его начального объема, сообщающийся с обоими плечами дифференциального нуль-индикатора, снабженными в нижней части расширениями, а в верхней — сообщающимися между собой через патрубок с запорным краном, причем блок принудительной компенсации объема нульиндикатора снабжен дополнительным термобаллоном, заполненным газом и соединенным капилляром с вторым плечом элемента сравнения, а параллельно обоим капиллярам в непосредственной близости от них расположены введенные дополнительные два капилляра, Герметично заглушенные с одного конца, другой конец каждого из которых соединен с противоположньм плечом нуль-индикатора, На чертеже схематически изображе" но предлагаемое устройство.

Устройство состоит из двух симметричных ветвей, включакяцих каждая термобаллон 1, соединительный капилляр

2, дополнительный капилляр 3 и одно из плеч дифференциального нуль-индикатора 4 давлений.

Дифференциальный нуль-индикатор 4 выполнен в виде системы из трех сообщающихся сосудов 5, 6 и 7, частично заполненных маловязкой рабочей жидкостью, например подкрашенным спиртом.

Сосуды 5 и 6 выполнены с сужениями в верхней части в виде цилиндри-. ческих трубок 8 и 9 малого диаметра, которые могут сообщаться (или разъединяться между собой через патрубок !

0 с запорным краном 11. Трубки 8 и

9 снабжены измерительными шкалами 12.

Сосуд 7, являющийся уравнительным, представляет собой герметичный закрытый резервуар, снабженный в верхней части средством для принудительного изменения его начального объема, например, в виде сильфона 13. Последний снабжен винтовым приводом !4, который предназначен для его перемещения вдоль продольной оси, и помещен внутрь кожуха 15, заполненного

384 4 создания повышенного начального давления Ро внутри газовых полостей термобаллонов 2, от значения которого зависит масштаб шкалы измерений в соответствии с формулой

PoU o t где Ро То—

02 з 1051 водой для уменьшения влияния изменений температуры окружающего воздуха.

Отверстия 16, находящиеся в верхней части кожуха 15, служат для заполнения его водой.

Дополнительные капилляры 3 подклю5 чены через тройники 17 к основным капиллярам 2, соединяющим термобаллоны 1 с трубами 8 и 9 сосудов 5 и б дифференциального нуль-инцикатора 4

10 и предназначены для автоматической компенсации влияния местных изменений температуры окружающей среды, например, за счет местного перегрева воздуха внутри. корпуса прибора в ко15 тором установлена рабочая кювета с измерительным термодатчиком.

Свободные концы Г8 дополнительных капилляров 3 герметично заглушены.

Автоматическая компенсация влня20 ния местных изменений температуры осуществляется за счет того, что каждый из дополнительных капилляров 3 включен в противоположную измерительную ветвь устройства и проложен па-

25 раллсльно соответствующему капилляру 2, в непосредственной близости от него.

Устройство работает следующим образом, Один из термодатчиков 1 помещают внутрь сосуда малого объема, в котором необходимо измерить или контролировать температуру (например, в кювету 19, как показано на фиг. I) а другой, также находящийся в аналогичном сосуде (кювете), помещают внутрь сосуда 20 большего по сравнению с кюветой 19 объема, снабженного средством для подогрева его внутрен ней полости (например, в термостат) 40 с помещенным внутрь его образцовым термометром 21. Изменяя температуру

; внутри сосуда 20 на требуемую величину, контролируемую с помощью образцового термометра 21, добиваются равенства уровней рабочей жидкости в измерительных трубках 8 и 9 сосудов

5иб.

Равенство уровней жидкости в труб- ках 8 и 9 свидетельствует о равенстве 8 давлений во внутренних полостях термо баллонов l,а значит и о равенстве температур. При этом о величине измеряемой температуры в кювете судят по показанию образцового термометра 21.

-Для повьппения чувствительности и точности измерений в предлагаемом . устройстве предусмотрена возможность начальные значения давления и температуры воздуха внутри термобаллонов; измеряемое (контролируемое)отклонение температуры жидкости в .кювете; объем газовой полости внутри каждого из термобаллонов; суммарный объем газовой полости внутри соединительного капилляра и измерительной трубки

8 (9).

С этой целью, вращая винтовой привод 14, сжимают с помощью сильфона

13 газ (воздух) внутри уравнительного сосуда 7 на заданную величину, приводя при этом начальные уровни жидкости в сосудах 5 и 6 к нулевым отметкам шкал 12 в измерительных трубках 8 и 9.

При этом величина повышенного давления Р зависит от соотношения объемов газовых полостей уравнительного сосуда 7 и объемов сосудов 5 и 6 вместе с основными и дополнительными капиллярами и термобаллонами, а также от степени сжатия газа в уравнительном сосуде 7, осуществляемом с помощью сильфона 13, и может быть без особого труда рассчитана, .так как все указанные параметры известны.

Оценка точности предлагаемого устройства показывает, что при внутреннем объеме термобаллонов, равном

3 „= 0,5 см, и внутренних диамет5 рах измерительных трубок, равных

des = 0,5 мм (S = 0,002 см2), погрешность измеренной температуры с помощью предлагаемого устройства не превьппает «+ 0,1 С, даже без создания о повьппенного давления во внутренних полостях термодатчиков

При создании повышенного начального давления, равного, например, Ро = 2 кгс!см2, погрешность измеренйй может быть уменьшена до + 0,05 С.

51384!

3 10

Произведенная авторами эксперимен тальная проверка на изготовленном макете устройства полностью .подтвердила его высокую чувствительность и точность

Отсутствие кинематических узлов обусловливает простоту конструкции устройства и высокую надежность действия. Кроме того использование предлагаемого устройства для измере- ния температуры в малых объемах позволяет получить по сравнению с известными устройствами высокую чувствительность, .точность и стабиль-.ность показаний, а также возможность дистанционной передачи показаний . без дополнительных погрешностей и усложнения конструкции устройства.

Малые габариты термодатчиков обеспечивают возможность одновременного измерения температуры в различных

10 точках в сосудах малого объема, а также воэможность их встраивания в стенки этих сосудов.

ВНИИПИ Заказ 8653/40.

Тираж 873 Подписное

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