Устройство для измерения уноса массы теплозащитных покрытий

Устройство для измерения уноса массы теплозащитных покрытий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАЙИ

ИЗОБРЕТЕйИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ

Сеюз Соеетских

Социалистических

Респубпик

Ц б19843 (61) Дополнительное н авт. свид-ву (22) Заявлено 090476(23) 2348798/1 с присоединением заявки вй (23) Приоритет (43) Опубликовано 1s0878, Бюллетень (45) Дата опубликования описания 06

51) М. Кл. а

С 01 и 27/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

53) УДК s 4 3 т 2 5 7 (088. 8) .(72) Авторы изобретения

A.М.Нарижняк и В.Д.Полунин (7l) Заявитель (54) устРОЙстВО для изиеРения унОсА иАссы

ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ

Изобретение относится к области измерений физических параметров среды и может быть использовано для определения величины уноса массы абляционных и сублимационных материалов, использу- а емых преимущественно в теплозащитных покрытиях.

Известны датчики уноса массы теплозащитных покрытий или эрозии поверхности твердого материала, содержащие 10 чувствительные элементы (зонды) из материала, обладающего удельным сопротивлением, отличным от нуля.

Известный датчик содержит корпус, изготовленный из материала теплозащит- 16 ного покрытия., два изолированных зонда с удельным сопротивлением, отличным от нуля, размещенных взаимно параллельно и перпендикуЛярно к рабочей поверхности датчика, и источника из" мерительного напряжения, подключенный к электрическим выводам зондов: (1) .

Низкая точность измерения уноса массы покрытий таких датчиков не удовлетворяет современным требованиям.. 25

Несоответствие измеренного и действительно значений сопротивления неунесенной части зонда, по которому определяют величину уноса, возникает за счет присутствия вблизи рабочей поверхности датчика слоя плазмы, активная составляющая сопротивления которой оказывается подключенной последовательно зондом.

Значение сопротивления плазмы изменяется с изменением интенсивности уноса массы покрытия в пределах от десятков ом до нескольких килоом.

Это приводит к действию неучтенной ошибки в измерении. Описанное явление усугубляется тем, что сопротивление плазмы может принимать значения, значительно превышающие сопротивление зондов, либо соответствующие величине и скорости изменения сопротивления унесенной части зондов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является прибор для измерения физических параметров среды, который содержит датчик с тремя электродами, два из которых расположены симметрично по отношению к центральному электроду, схему вычитания и источник измерительно напряжения. Схема вычитания построена на основе измерительного моста сопротивлений, в котором выводы электродов соединены в две параллельные цепи, подключенные к одному иэ плеч моста (2 .

3 61984

Низкая точность измерения прибора обусловлена наличием s каждой из параллельных цепей составляющей сопротивления мешающего фактора, сопротивления плазмы4

Не может дать исключение ошибки в измерении подключения выводов электро- 6 дов в смежные плечи измерительного моста сопротивлений. Так как в этом случае изменение сопротивления плазмы между центральным и симметричными зондами приводит к соответствующему N изменению тока смежных плеч моста и возникновению дополнительной ошибки в измерении.

Целью изобретения является повышение точности измерений. 35

Цель достигается тем, что в устройстве, содержащем датчик с тремя электродами, два из которых расположены симметрично по отношению к центральному электроду, схему вычитания и ис- gg точнкк питания, два электрода выполнены кз материала с удельным сопротивлением близким к нулю, а третий электрод — иэ материала с удельным сопротивлением, отличающимся от удельного сопротивления других электродов, причем симметричные электроды включены на один вход схемы через стабилизированные и равные по току цепи, а центральный электрод — на второй вход схемы непосредственно.

Ба чертеже представлено предлагаемое устройство, состоящее из датчика с электродами 1,2,3, два из которых

1 и 3 расположены симметрично по отношению к центральному электроду 2, З5 схемы вычитания 4 и источника питания 5. Симметричные электроды 1 и 3 включены на вход схемы через стабилизированные и равные по току цепи, содержащие транзисторы Т и Т< и резис.- 40 торы Я Я Дз%4.

Устройство работает следующим образом.

При воздействии на рабочую поверхность датчика скоростного потока час-45 тнц к высокой температуры происходит эрозия и укос материала. Рабочая поверхность датчика смещается по оси электродов 1,2,3, уменьшается их длина.-При постоянном удельном сопротив- яй ленки электродов получается линейная к пропорциональная зависимость между величиной оставшейся части теплоэащнтного материала (неунесенного слоя) и электрическим сопротивлением электро- 5 дов. Однако возможность этого зависит от исключения из результатов измерений составляющей сопротивления плазмы, которое осуществляется следующим образом. Ток, протекающий через центральный электрод 2, подключенный к » одному из выходов схемы вычитания 4 непосредственно, разветвляется по

3 ф двум цепям, объединенным на другом входе. Первая цепь включает электро« ды 1,2 имеющие удельное сопротивление, близкое к нулю, и действующее значение сопротивления плазмы; вторая цепь включает электрод 2, электрод 3, удельное сопротивление которого отличается от удельного сопротивления электродов 1,2, и действующее значение сопротивление плазмы, Равенство величии сопротивления плазмы в цепях обеспечивается симметричным расположением электродов 1,3 относительно центрального электрода 2. За счет постоянства и равенства токов в цепях, которое обеспечено с помощью транзисТ0р0В Т1 t Tg H резисторов 1 pe Ðg t gt на выходе схемы вычитания присутствует сигнал, соответствующий сопротивлению неунесенной части электрода 3, и следовательно, толщине оставшейся части испытуемого материала.

Изменение действующего значения сопротивления плазмы в цепях равных токов на одинаковую величину не приводит к изменению сигнала на выходе схемы вычитания. Таким образом достигается повышение точности измерений уноса массы теплозащитных покрытий.

Предложенный датчик уноса массы теплозащитных покрытий может быть использован в широком диапазоне действующих значений сопротивления плазмы.

Автономное использование выходного сигнала электродов 1,2 позволит измерить величину сопротивления слоя плазмы, прилегающего к рабочей поверхности датчика. Для этого к указанным электродам подключают отдельные выводы °

Формула изобретения

Устройство для измерения уноса массы теплозащитных покрытий, содержащее датчик с тремя электродами, два из которых расположены симметрично по отношению к центральному электроду, схему вычитания и источник питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, два электро-. да выполнены нз материала с удельным сопротивлением, близким к нулю, а третий электрод — нз материала с удельным сопротивлением, о т л и ч аю шийся от удельного сопротивлечия других электродов, причем симметричные электроды включены на один вход схемы через стабилизированные по току цепи, а центральный электрод— на второй вход схемы непосредственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент CIJA N 3236096, кл. 73-76, 1965, 2. Авторское свидетельство СССР

Ю 144051, кл.С» 01 В 27/04, 1961.

619843

Составитель M.Кривенко

Редактор . у и и ш бина Техоед А.Алатирев Ко екто Е Панп по р п

Заказ 4498/40 тираж 111 2 Подписное

Иинист в СССР

ПНИИПИ Государственного комитета Совета Иинистров С по делам иэобретений и открытий

113035 Иосква X-35 Рараская наб. д. 4 5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектна я 4