Устройство для измерения температуры

Устройство для измерения температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Сущность изобретения: устройство содержит две биметаллические спирали, закрепленные на общей металлической оси. Между внешними концами спиралей закреплен светодиод. Фотоприемники установлены в наружных углах коробчатых экранов, изогнутых по дуге и установленных снаружи спиралей. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАПИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s 6 01 К 5/62

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 l (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Использование: изобретение относится инс- к контрольно-измерительной технике. Сущность изобретения: устройство содержит две биметаллические спирали, закрепленные на общей металлической оси. Между внешними концами спиралей .закреплен светодиод, Фотоприемники установлены в наружных углах корабчатйх экранов, изогнутых по дуге и установленных снаружи спиралей, 3 ил.

Изобретение относится к области контрольно-измерйтельной техники и может быть использовано при контроле температуры во время <ранения сельскохозяйственной продукци ). а также для измеренйя и регулирования температуры в помещениях.

Известны способы построения биме-таллических переключателей,при .которых биметаллическая пластина или спираль закрепляется од (им концом на опоре, а на втОром конце имеется контакт, размещенный между двумя неподвижными контактами.

Недостатками таких устройств являются наличие контактов. что снижает надежность устройства, а также невозможность измерения температуры за границами заданного температурного диапазона.

Известны та)(же устройства; в которых задача контрсля температуоы решается с помощью оптических средств, Так. в устройстве. выполнен бесконтактный сигнализаТОр, состоящий из лампочки и фатосопротив1 ения, размещенных друг напротив друга, Световой поток от лампочки

ГОСУДАРСТВЕННОЕ. ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4890336/10 (22) 11.12.90 (46) 15.12.92. Бюл. ¹ 46 (71) Львовский сельскохозяйственный титут (72) B.Þ.Âoðîáêåâè÷, И,п.деременда и П,Р.Шкварок (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 267232, кл. 6 01 К 5/62, 1969.

Авторское свидетельство СССР

N - 266269; кл 6 01 К 5/62, 1969, г

I» при заданном значении измеряемой температуры перекрывается стрелкой измерительного прибора. При такой конструкции недостатком является ограничение движе-, нйя стрелки т.к. в противном случае луч све- 2 та повторно попадал бы на фотосопротивление, что привело бы к неправильнойй работе устройства.

Наиболее близким по технической сущ- 3 ности к"предлагаемому устройству является СО термометр, содержащий биметаллическую . а спираль, жестко закрепленную внешним Qq концом. Внутренний конец спирали крепит- (Л ся к стержню на растяжках, к которому при- О креплен диск с нанесенными кодовыми, дорожками. данные которых считываются с, помощью бесконтактных датчиков. Среди

1 признаков прототипа, совпадающих с признаками предлагаемого устройства следует назвать наличие биметаллической спирали и бесконтактный принцип передачи информации. Недостаткам устройства прототипа является необходимость построения сложной электрической схемы для расшифровки кодовых данных бесконтактных датчиков и

1781559

10

30

55 реьчения задач регулирования температуры и сигнализации. Кроме того, в устройстве прототипа имеется сравнительна массивный диск, громоздкая конструкция, что может привести к ее механическим повреждениям в условиях тряски, вибрации или ударов.

Целью изобретения является повышение надежности устройства .

Цель достигаетбя тем", ч",го в устройстве для измерения температур@, содержащем корпус, шкалу и основную биметаллическую спираль, один конец которой жестко закреплен, а втоаой снабжен бесконтактным преобразователем его перемещений, установлены дополнительная биметаллическая спираль, размещенная соосно с основной биметаллической спиралью, две металлические цилиндрические стойки, соединенные торцами через введенную изоляционную вставку, четыре экрана, два из которых выпрлнены в виде коробов, изогнутых по дуге, третий — в виде металлической зачерненной пластины, а четвертый в виде кольца, крышка, выполненная с прорезью напротив шкалы и установленная на открытом торце корпуса, выполненного металлическим и зачерненйым изнутри, и два саосных поворотных диска, нэ которых закреплены короба, размещенные снэру>ки спиралей по окружности с центром на их оси, при этом бесконтактный преобразователь выполнен в виде источника излучения, в качестве которого использован светодиод. и двух приемников светового излучения, размещенных в смежных наружных углах коробов, основная биметаллическая спираль закреплена внутренним концом на одной из стоек, а на другой закреплен внутренний конец дополнительной спирали, внешние концы которых соединены через последовательно закрепленные на них пластину и светодиод, размещенный нэ уровне горизонтальных плоскостей коробов, при этом внутри корпуса напротив прорези в крьиоке установлен кольцевой экран, изогнутый в сторону от центра корпуса.

Приведенная совокупность существенных признаков. а именно: установка миниатюрнога светодиода на концах двух биметаллических спиралей, являющихся также токопадводэми. и размещение светоприемников в глубине изогнутых поворотных коробов, позволила решить задачу уменьшения веса падвижнь1х частей, повышения ударавибротряскопрачности и тем

càìüè÷ повышения! çäåæíoñòè устройства.

На фиг. 1 представлена конструкция ус- тра,"",ствэ, где имеется фронтэльная проекция (c лева га снятой крышкой) и профильная проекция (с разрезам па А-А).

При этом обозначены позиции; 1 —,металлический корпус, 2 — приливы внутри корпуса для крепления пластмассовой крышки 3, 4— металлическая подкладка крышки 3, 5 — дугообразная прорезь в подкладке 4, 6 — кольцевой экран, 7,9 — первая и вторая цилиндрические стойки, 8 — изоляционная вставка, 10, 11 — основная и дополнительная биметаллические спирали, 12 — источник светового излучения (светодиод), 13 — стрелка на концах биметаллических спиралей, 14— пластинчатый экран, 15 — пружинная крестовина. 16,.17 — поворотные диски саответственно меньшего и большего диаметров, 18,19 — первый и второй экраны в виде коробов, 20,21 — первый и второй приемники светового излучения, 22,23 — стрелки установки нижней и верхней границ температурного диапазона.

На фиг, 2 приведена часть конструкции для пояснения расположения приемников светового излучения внутри экранов, На этом позиции соответствуют обозначениям на фиг, 1. Кроме того, дополнительно введены следующие обозначения: 24,25 — смежные торцовые стенки экранов 18 и 19, 26,27— открытые внутренние стороны этих экранав.

На фиг. 3 показаны пути прохождения световых лучей от источника 12, укрепленного на концах спиралей 10 и 11, внутрь экранов 18 и 19 в четырех положениях: а)— когда измеряемая температура меньше

35 нижней границы температурного диапазона: б) — когда измеряемая температура.находится в пределах задан нога температурного диапазона; e) — когда измеряемая температура выше нормы; г) — когда задан широкий температурный диапазон.

Часть позиций на фиг, 3 совпадает с теми, что имеются на фиг, 1 и фиг, 2. Дополнительно обозначены следующие позиции:

28 — луч света ат источника 12 к приемнику светового излучения 20 на фиг, За, 29-теневой участок за счет торцовой. стенки 25 экрана 19 на фиг. За, 30-теневой участок за счет пластинчатога экрана 14 на фиг. За-г, 31-теневой участок за счет торцовой стенки 24 экрана IR на фиг. Зб.

32-луч света от источника излучения 12 к приемнику светового излучения 21 на фиг.

Зв.

33-луч от источника 12 к приемнику светавага излучения 20 на фиг. 3ã.

Кэк следует из фиг. 1, устройство состоит из металлического, например. силуминового корпуса 1 с приливами .: для крепления с помощью винтов прозрачной плэпмэсса1781559

5 6 вои крышки 3 совместно с металлической единенному с металлической подкладкой 4, подкладкой 4, в которой выполнена вдоль изолированной от кори са 1 и ратур дугообразная прорезь 5, пластмассовой крышки 3, первой цилиндриприкрытая кольцевым экраном 6, В центре ческой стойке 7, первой биметаллической крышки 3 с помощью винта закреплена пер.- 5 спирали 10, второй биметаллической спиравая цилиндрИческая стойка 7. На ее другом . ли 11 и проводнику; соединенному со втоторце через изоляционную вставку 8 укреп- рой цилиндрической стойкой 9. лена вторая цилиндрическая стойка 9. К Проводники, соединенные с источником и обоим стойкам.7 и 9 припаяны соответст.- приемниками светового излучения проховенно внутренними концами первая 10 и 10 дятчерез отверстие вофланцах поворотных вторая11биметаллическиеспирали,амеж- дисков 16 и 17 (на фиг. 1 проводники не ду их внешними концами припаян вйвода- показаны). ми источник светового излучения 12, - На фиг, 2 изображены два ко бч нап име свето ны два коро частых р р, светодиод типа ЗЛ103А; экрана 18 и 19 с расположенными вну р

09П-1 или АЛ101А (миниатюрные, то- 15 приемниками светового излучения,в крышчечные, с минимальными потребляемой ках коробчастых экранов 18 и 19 сделаны мощностью и весом, с большим углом.диаг- вырывы. Показан также источник светового . Раммы направленности излучения).. излучения 12, припаянный выводами к конВ месте припайки светодиода 12 к би- цам биметаллических спиралей 10 и 11 и металлической спирали 10 припаяна изо- 20 пластинчастый экран 14, в которо с гн тая т л котором сделан ут с релка 13, огибающая край вырыв для видимого изображения источникольцевого экрана 6 и которая видна через ка 12 и крепления пластинчастого экрана 14 прозрачную пластмассовую крышку 3 и ду- к первой биметаллической спирали 10. На гообразную прорезь 5 в металлической под- краях экранов показаны стрелки 22 и 23 кладке 4. Там же к биметаллической 25 установки нижней и верхней граництемпе- . спирали 11 припаян зачерненный с обеих ратурного диапазона, Кроме того, цифрами сторон пластинчатый экран 14, расположен- 24 и 25 отмечены смежные торцовые стенки ный ближе к центру спиралей чем источник экранов 18 и t9, а 26 и 27 — открытые внутсветового излучения 12. На свободном кон- ренние стороны этих экранов. При этом уроце второй цилиндрической стойки 9 с по- 30 вень расположения источника 12 выбран мощью винта закреплена пружинная таким образом, чтобы его лучи проходили .крестовина 15, прижимающая ко дну корпу- через открытые стороны 26 и 27 внутрь экса поворотные диски 16 и 17 соответственно ранов 18 и 19. меньшего и большего диаметров, которые На приведенной фиг. 3 показаны, и ти ути можно вращать с помощь о отверток мень- 35 прохождения световых лучей от источника .- шей и большей ширины, вставляемых в.шли-. - 12, укрепленного на концах спиралей 10 и цы на трубчатых фланцах указанных дисков;, . 11, внутрь экранов 18 и 19 в четырех поло- На краях дисков 16 и 17 посредством жениях; стоек закреплены первый 18 и второй 19 а) — когда измеряемая температура коробчастый экраны, изогнутые по дуге с 40 меньше нижней границы температурного центром на оси спиралей, открытые с внут- диапазона и освещенным оказывается приренней стороны. Во внешних. смежных yr- емник 20 (указан луч 28) и затемненным ислах внутри каждого из экранов помещены ., точник 21(указан теневой участок 29 за счет два приемника светового излучения 20 и 21 торцовой стенки 25 экрана 18; как видно, (например, фотореэисторы, фотодиоды, фа-. 45 теневые участки заштрихованы, верхние тотранзисторы, фототиристоры. стыкуемые крышки экранов условно отсутствуютпока-. с источником светового излучения по спек - заны также торцовые стенки 24 и 25 экранов тральной чувствительности, с минимальной и их контуры по лугам окружностей). За счет площадью приемного окна), обращенные пластинчастого экрана 14 образуется тенечувствительными сторонами к центру спи- 50 вой участок ЗО.. ралей. Напротив них сверху на экранах при- б) — когда измеряемая температура накреплены стрелки 22 и 23 для установки . ходится в пределах заданного температурнижней и верхней границ температурното ного диапазона и оба приемники 20 и 21 диапазона. Эти стрелки, изогнутые Г-образ- затемнены (теневые участки 31 и 29) за счет но видны через прорезь 5 в металлической 55 торцовых стенок 24 и 25. подкладке 4,,, - в) — когда измеряемая температура выше нормы и освещенным оказывается приЭлектрический ток. подаваемый на ис- . емник 21 (указан луч 32) и затемненным точниксветовогоизлучения 13,протекаетот приемник 20 (теневой участок 31) за счет источника напряжения по проводнику, со- торцовой стенки 24.

178 1559 г) — когда при широком температурном ощутимой погрешности за счет силы веса диапазоне (экраны 18 и 19 разведены на этого экрана. Погрешность от наличия такугал.больше 90 (источник 12 освещает при- же массы диода и стрелки на концах бимеемник,20 (луч 33) и не освещает, как и поло- таллических спиралей уменьшается за счет жено, приемник 21 за счет наличия 5 удвоеннойжесткостисистемы(наличиедвух пластинчастого экрана 14 и тени от него 30..спиралей), атакже может быть учтена в проВ статическоМ состоянии при неизмен- цессе градуиравки прибора. Попадание ной температуре положение биметалличе- внешнего освещения внутрь прибора и на ских спиралей 10 и 11 таково; что стрелка 13, приемники светового излучения уменьшено находящаяся на шкале, нанесейной на 10 да минимума за счет кольцевого экрана б. крышке 3. При этом источник светового из- Положительные свойства прибора вытека лучения 12; укрепленный на, концах спира- . ют из его принцыпа работы, при котором лей 10 и 11,может находиться по отношейи1о . обеспечивается совмещение функций измек приемникам светового излучения 20 и 21 рения, контроля и регулировайия темперав таких положениях,как показано на фиг. 3 15 туры, высокая надежность, простота а-r. Прй этом от источников поступает ин- электрической схемы, малая стоимость. формация; находится температура в норме, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ниже нормы или выше ее, " Устройство для измерения температуУстройство работает следующим абра- ры. содержащее корпус, шкалу и основную зом. Если температура находится в требуе- 20 биметаллическую спираль, один конец котомых пределах, та свет, излучаемый от рай жестко закреплен, а второй снабжен. источника 12, не; попадает ни на один из бесконтактным преобразователемего переприемников светового излучения.20 или 12, мещений, о т л и ч" а ю щ е е с я тем, что, с т,к. они отгорожены ат источника торцавы- . цель о повышения надежности, в нем уста- . ми стенками экранов. Если же температура 25 навлены дополнительная биметаллическая окружающей среды понизится и станет не- спираль, размещенная соосно с основной сколько меньше нижней границы темпера- биметаллической спиралью, две металличетурного диапазона, световой поток ат ские цйлиндрйческие стойки, соединенные источнлка 12 попадет внутрь экрана, праха- торцами через введенную .изоляционную дя вдоль его торцовой стенки, и облучит 30 вставку., четыре экрана, два из которых вы приемник светового излучения 20, который, палнены в виде коробов, изогнутых по дуге, прийдя в активное состояние, смо>кет ваз- третий — в видеметаллическойзачерненной действовать на включение калориферов и . пластины, а четвертый "— в виде кольца, сигнализиру|ащега устройства, При даль- крышка, выполненная с прорезью напротив нейшем панижениитемпературы облучение 35 шкалы и установленная на открытом торце приемника 20 не прекратится благодаря корпуса,выпалненнагометаллическимиза- . широкому углу распространения сврта ат . черненным изнутри, и два соасных паворотисточникаитемсамымбудет подтверждать- ных диска, на.которых закреплены короба, ся команда на HKIllQ÷eíèe калориферов и размещенные снаружи спиралей по окруж- . подачу соответствующей сигнализации, 40 насти с центром на их аси, при этом бесконАналагичным образом при возрастании: тактный преобразователь выполней в виде температуры выше верхней границы диапа- источника излучения; в качестве которого зона освещению источникам 12 подвергнет- использован светодиод, и двух приемников ся приемник светового излучения 21, что светавога излучения, размещенныхвсмежмо>кна использовать для выключения нагре- 45 ных нару>кйых углах коробов, основная биваидля сигнализацииопревь1шениитемпе- металлическая спираль закреплена ратуры, Пластинчастый экран 14 служит для внутренним концам на одной из стоек, а на уменьшения светового потока в задиаю по- другой закреплен внутренний конец допол- . лусферу источника с целью избежания аблу- нительной спирали, внешние концы коточенЙя в некоторых условиях обоих 50 рых соединены через последовательно приемников светового излучения. Сднавре- закрепленные на них пластину и диод, раз:менно этот экран слуЖйт радиаторам, рас- мещенный.на уровне горизонтальных плосеивающим тепло, выделяемое скостей коробов, при этом внутри корпуса . светодиодам 12, для уменьшения ошлибки ..напротив прорези 6 крышке установлен измерения от перегрева биметаллических 55 кольцевой экран, изогнутый в сторону от. спиралей. Малая масса экрана не создает. центра корпуса, 1781559

1781559

18 20 22. 24 13 25 23 21 19

31 20 21

29

18 14 12 20 24 10,11 21 25 29 19

20 21

Составитель В.Воробкевич

Редактор В.Трубченко Техред М.Моргентал, Корректор A.Козориз

Заказ 4269 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035,Москва,Ж-35, Рауиская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101