Тепловой зонд
Иллюстрации
Реферат
(и) 502302
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.04.74 (21) 2017841/26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 05.02.76. Бюллетень № 5
Дата опубликования описания 22.04.76 (51) М. Кл G 01N 25/32
G 01К 3/08
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 536.2(088.8) (72) Авторы изобретения
В. В. Фетисов и Л. Ф. Янкелев (71) Заявитель (54) ТЕПЛОВОЙ 30 НД
Изобретение относится к экспериментальной технике в теплофизике и может найти применение для определения коэффициентов теплопроводности и температуропроводности грунтов, различных веществ и материалов, изделий и конструкций.
Известны цилиндрические тепловые зонды для измерения коэффициентов тепло-и температуропроводности грунтов и материалов, содержащие корпус, выполненный в виде металлической трубки, и размещенные в нем проволочный электрический нагреватель и термопару с рабочим спаем в центральной части зонда. Нагреватель расположен по оси зонда в виде натянутой струны. Рабочий спай термопары контактирует с внутренней поверхностью корпуса.
Для создания надежного теплового кантакта между элементами зонда свободное пространство в корпусе заливают теплопроводной массой.
Также известны зонды, корпус которых выполнен в виде металлического стержня и размещенных на нем термопары и проволочного нагревателя. Выводные клеммы от нагревателя и термопары расположены в рукоятке зонда, укрепленной на конце стержня.
Недостатком известных зондов является их конструктивная сложность и трудоемкость изготовления, заключающаяся в необходимости изготовления элементов зонда, их точной сборке и создании надежного теплового контакта между корпусом, термопарой и нагревателем.
Цель изобретения — упростить конструкцию
5 и технологию изготовления зондов за счет сокращения числа используемых в зонде деталей и выполнения ими нескольких функций одновременно.
Поставленная цель достигается тем, что
10 электрический нагреватель и корпус зонда выполнены в виде изолированного по боковой поверхности, проводящего стержня и плотно надетой на него металлической трубки, имеющих на одном из торцов электрический кон15 такт. Вдоль стержня проходит канавка, в которую уложена термопара, состоящая из стержня и вваренной одним концом в дно канавки тонкой изолированной проволочки.
На чертеже схематично показан предлагае20 мый цилиндрический тепловой зонд.
Корпус зонда состоит из металлической трубки 1, плотно посаженной на стержень 2, изолированный по боковой поверхности слоем 3 теплостойкого лака или эмали толщи25 ной 5 — 10 мкм. Стержень выполнен из термоэлектродного материала (хромеля, константана). Трубка и стержень имеют на торце электрический контакт 4, образованный пайкой или сваркой этих деталей. Вдоль стержня 2
30 выполнена канавка 5, в которую уложен про502302
A-А
Составитель А. Глушко
Техред 3. Тараненко
Корректор О. Тюрина
Редактор Т. Орловская
Заказ 736/18 Изд. № 247 Тира>к 1029 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 волочный термоэлектрод 6, составляющий со стержнем 2 термопару. Площадь сечения канавки 5 пренебрежимо мала по сравнению с площадью сечения стержня 2. Конец термоэлектрода 6, вваренный в дно канавки 5, образует рабочий спай 7 термопары, Трубка 1, стержень 2 и проволочный термоэлектрод 6 соединены с выводными клеммами 8, которые размещены в рукоятке 9 зонда. Трубка 1 и стержень 2 образуют электрический нагреватель.
Таким образом, стержень 2 одновременно выполняет функции корпуса, нагревателя и электрода термопары. Трубка 1 служит частью электрического нагревателя и корпуса зонда.
Длина зонда должна составлять 70 — 100 диаметров трубки 1.
Для определения коэффициентов тепло-и температуропроводно ти материалов тепловой зонд погружают в исследуемую среду и выдерживают его до выравнивания температуры между зондом и средой. Затем зонд нагревают переменным током. Для электрической развязки цепей нагрева и измерения используют фильтр низких частот. Регистрируя изменение термо-э. д. с. во времени, по известным формулам линейного или цилиндрического источника тепла вычисляют искомые коэффициенты.
Формула изобретения
Тепловой зонд, состоящий из корпуса, электрического нагревателя и рукоятки с выводными клеммами, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения, электрический нагреватель выполнен в виде изо15 лированного по боковой поверхности сплошного цилиндрического стержня из термоэлектродного материала, например константана, имеющего проточную канавку вдоль боковой поверхности стержня с уложенной в нее термопарой, и охватывающей стержень металлической трубки, контактирующей с ним на торце.