Датчик теплового потока

Датчик теплового потока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК цд G 01 К 17/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ .СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

З р

ОПИСАНИЕ ИЗО6РЕТЕНИ „.

К А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ Agg,:,.„

t2l) 4123222/31-10 (22) 25. 09.86 (46) 07,,05.88. Бюл. № 17 (71) Киевский технологический институт пищевой промыпленности (72) Л. П. Ткач, В. Г. Федоров, В. С. Сафонов, В. H. Пахомов и P. С. Хучуа .(53) 536.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 182981, кл. G 01 К 17/08, 1962.

Геращенко О. А. Основы теплометрии. - Киев: Наукова думка, 1971, с. 94-102. (54) ДАТЧИК ТЕПЛОВОГО ПОТОКА (57) Изобретение относится к тепловьи измерениям и позволяет стабилизировать чувствительность датчика при

„„SU„„1394071 A 1 измерениях в области низких т-р.

Устр-во представляет собой пластину из эпоксидного компаунда, на противоположных поверхностях которой размещены термоспаи заформованных в пластину термоэлементов. Выбор соотношения теплопроводностей компаунда и пластины с термоэлементами в пределах 0,22-0,36 обеспечивает ход относительного изменения эффективной теплопроводности пластины, близкой к изменению термоэлектрического коэф.

Эпоксидный компаунд получают из 6568% эпоксидной смолы ЭД-20, 6-7Х.отвердителя полизтиленполиамина. 24.257 наполнителя молекулярного сита типа 4А и 2-37. тонкой нефтяной сажи. з.п. ф-лы, 2 ил.

1394071

Изобретение относится к области епловых измерений, в частности к изерению плотности теплового потока

При низких температурах. 5

Цель изобретения — стабилизация чувствительности при измерениях в области низких температур.

На фиг. 1 представлены температурные зависимости относительных изме- 10 ений эффективной теплопроводности астины и термоэлектрического коэфициента; на фиг. 2 — температурная ависимость относительной чувстви тельности датчика теплового потока. 15

Датчик. теплового потока выполнен, в виде пластины из эпоксидного ком1 паунда, в которую заформована бата рея медьконстантановых термоэлемен1 тов с термоспаями, расположенными на 20 противоположных поверхностях пласти, ны. Для формования пластины датчика !

1 использован компаунд, состоящий, %: эпоксидная смола ЭД-20 65-68; отвердитель полиэтиленполиамина 6-7; наполнитель молекулярного сита типа

4А 24-25; тонкая нефтяная сажа 2-3.

Отношение теплопроводности компаунда к эффективной теплопроводности пластины с термоэлементами (датчика) находится в пределах О, 22 а Л „/ A „„ <

М 0,36. Теплопроводность компаунда, содержащего указанные наполнители, при снижении температуры с 293 до

110 К уменьшается в 1,5 раза. Соотно-35 шение теплопроводностей компаунда и пластины с термоэлементами в пределах 0,22-0,36 обеспечивает ход относительного изменения эффективной теплопроводности пластины, близкий к изменению термоэлектрического коэффициента (фиг. 1). Термоэлементы выполнены так, что отношения площади поперечного сечения гальванически наносимого слоя меди к площади сече- 45 ния основы находятся.в пределах

0,050 — О, 052, что позволяет уменьшить влияние низких температур на термоэлектрический коэффициент гальванической пары. Диаметр основы термоэлементов и их количество.на единице площади тепловоспринимающей поверхности датчика определяют из соотношения

Л

Л„ о

Лк Лпл 4 55

fld /4 п(Л»огас+ 0,625Лм Лк 1o15) AÄ 10 где и — диаметр основы термоэлементов; n — количество термоэлементов на

1 см; Л к, Л,„, Л „„„,, Л р„— теплопро2. водности компаунда, меди, константана и пластины с термоэлементами соответственно. При Л ц / Л „„ О, 22 количество термоэлементов на единице площади необходимо уменьшить или выбрать меньший диаметр основы, в случае

Л„/ Л р„ 0,36 количество термоэлементов увеличивают или выбирают больший диаметр основы.

Датчик работает следующим образом.

При прохождении через датчик теплового потока медьконстантановые термоэлементы генерируют сигнал, пропорциональный разности температур и термоэлектрическому коэффициенту. Снижение температуры вызывает уменьшение термоэлектрического коэффициента - e(но так как эффективная теплопроводность пластины датчика при этом также уменьшается и характер относительного изменения — с и — Л „„ идентичен, то чувствительность датчика остается постоянной. Результаты градуировки опытного образца датчика теплового потока размером 60 х 2 мм приведены на фиг. 2, где термоэлементы на основе константановой проволоки выбраны диаметром 0,1 мм, соотношение площадей сечений меди и кон-. стантана в термоэлементах равно 0,55, 0,23 Л„/ Л,щ < 0,31.

Постоянство чувствительности датчика теплового потока упрощает про1 цесс измерения потока, так как достаточно определять чувствительность датчика лишь при одной рабочей температуре. Использование датчика позволяет сократить затраты на градуировку и системы автоматического контроля, упростить измерение, повысить точность определения плотности теплового потока.

Формула из о бр ет ения

1. Датчик теплового потока, выполненный в виде пластины из эпоксидного компаунда, в которую заформованы последовательно включенные термоэлементы с термоспаями, расположенными на противоположных поверхностях пластины, отличающийся тем, что, с целью стабилизации чувствитель" ности при измерениях в области низких температур, эпоксидный компаунд пластины выбран из условия 0,22 4 Л„ / Лр„ О, 36, где Л „— теплопроводность компаунда, Л „„— эффективная тепло1394071

Отв ердит ель полиэ тиленполиам ин а проводность пластины с термоэлементами.

2, Датчик по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что эпоксидный

5 компаунд состоит из следующих компонентов, Х:

Эпоксидная смола

ЭД-20 65-68

Наполнитель молекулярного сита типа 4А

24-25

Тонкая нефтяная сажа

2-3 од

780 2И

Щаг /

Хт/Ягуар

180 ГЮ

Quz. Г

Составитель А. Костановский

РедактоР Н. ТУпица. ТехРед М.Дидык КоРРектоР Г, Рещетник

Заказ 2211/38 Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4