Устройство для определения температурного поля в контролируемой среде

Устройство для определения температурного поля в контролируемой среде

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(») 76936З

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

iîþç Советских

Социалистических

Республик

1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву 495558 (22) Заявлено 26.12.78 (21) 2702499/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (51) М. Кл.з

G 01 К 11/06

Государственный комитет (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (53) УДК 536.5 (088.8) .I по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.10.80

М Ф.

1 (5 1 т

1 4 .-.. - - «1

\ (72) Авторы изобретения

Г. А. Иванов (71) Заявитель

Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ В КОНТРОЛИРУЕМОЙ

СРЕДЕ

Изобретение относится к области температурных измерений, а именно к устройствам для определения температурного поля в контролируемой среде.

По основному ав. св. № 495558 известно з устройство для определения температурного поля в контролируемой среде. Это устройство выполнено в виде ампулы с парами рабочего вещества, внутренняя поверхность которой снабжена проводящей матрицей, 1р состоящей из проводников и подключенной через измерители тока к источнику напряжения. Все участки внутренней поверхности ампулы оказываются подключенными к источнику параллельно, а сопротивление участков определяется пленкой рабочего вещества на их поверхности. Благодаря этому на всей внутренней поверхности устанавливается одинаковая температура независимо от перепада температуры во внешней 2о среде. При этом по разным участкам матрицы протекают различные по величине токи, регистрируемые с помощью измерительных приборов. Отличие в показаниях приборов и характеризует внешний перепад температуры (1), Такое устройство обеспечивает аналоговое измерение градиента температуры в контролируемой среде, т. е. дает картину температурного поля в данный момент вре- зО

2 мепи. Часто же от контролирующих устройств требуется сигнализация о превышении измеряемой величиной некоторого заданого значения и запоминание этого факта. В большинстве случаев подобная задача решается путем использования дополнительных электронных пороговых схем.

Целью изобретения является обеспечение регистрации превышения измеряемой величиной заданного значения без использования электронных схем.

Указанная цель достигается за счет тотого, что в устройстве для определения температурного поля матрицы противоположныхх сторон внутренней поверхности ампулы соединены последовательно и подключены к источнику напряжения, а измерительные приборы включены параллельно матрицам.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство содержит герметпзированную ампулу 1, внутренняя поверхность которой снабжена проводящими матрицами.

Матрицы 2 противоположных сторон внутренней поверхности соединены последовательно и при помощи общего электрода 3 и изолированных электродов 4 и 5 включены в измерительную цепь источника напряжения 6. По показаниям измерительных приборов 7 и 8 определяют падение напря769363

3 жения на матрицах При помощи кнопок 9 и 10 устройство можно перевести в заданное исходное состояние.

Устройство работает следующим образом.

При включении напряжения источника между электродами 4 и 5 по поверхности каждой матрицы начинает протекать ток.

Участки поверхности включены параллельно, поэтому в пределах каждой матрицы сохраняется равенство температур отдельных участков. В то же время левая и правая матрицы включены последовательно, поэтому равновесие, при котором температура левой поверхности равна температуре правой поверхности, является неустойчивым. Действительно, минимальное различие в температурах поверхностей усугубляется вызываемым этим различием перераспределением рабочего вещества. Вещество переходит с поверхности с более высокой температурой на поверхность с более низкой температурой. Сопротивление первой увеличивается, второй — уменьшается. Так как через обе поверхности протекает одинаковый ток, происходит относительное увеличение мощности, выделяемой на поверхности с более высокой температурой, и уменьшение мощности, выделяемой на более холодной поверхности. Различие температур таким образом сохраняется и вначале увеличивается за счет различия мощностей, выделяемых на правой и на левой поверхностях, продолжения перехода вещества и увеличения различия в величинах сопротивлений. В процессе перехода вещества с одной поверхности на другую увеличивается полное сопротивление цепи, а следовательно, уменьшаются ток и полная мощность, выделяемая в ампуле. В итоге все вещество переходит на поверхность той грани, температура которой в результате возникшего градиента оказалась ниже.

Установившееся состояние характеризуется максимальным сопротивлением одной матрицы, на поверхности которой сохраняется лишь адсорбционный слой вещества, и минимальным сопротивлением другой матрицы, на поверхности которой сосредоточено все вещество. Если градиент температуры в контролируемой среде изменил знак, то устройство остается в установившемся устойчивом состоянии до тех пор, пока перепад температуры между внешними поверхностями ампулы не превысит некоторого заданного порогового значения. При достижении этого порогового значения внутри ампулы между ее внутренними поверхностями происходит перераспределение вещества в обратном направлении и устройство оказывается во втором устойчивом состоянии противоположном исходному. Так как

2г

4 устойчивые состояния характеризуются минимальным сопротивлением одной матрицы и максимальным сопротивлением другой, а матрицы подключены к источнику напряжения последовательно, этим устойчивым состояниям соответствуют минимальное падение напряжения на одной матрице и максимальное падение напряжения на другой, регистрируемые приборами 7 и 8.

Переход из одного устойчивого состояния в другое сопровождается соответствующим изменением показаний приборов.

Таким образом, рассматриваемое устройство работает как спусковое и изменяет свое состояние при превышении внешним перепадом температуры некоторого заданного значения. Величина порогового перепада пропорциональна квадрату напряжения источника 6 и может задаваться путем установки соответствующего напряжения

U. При переходе из одного устойчивого состояния в другое изменяется знак неравенства между показаниями приборов. При необходимости требуемое исходное состояние может быть установлено с помщью кнопок 9 или 10. При нажатии кнопки закорачивается одна из матриц, вся мощность, отдаваемая источником, выделяется на противоположной матрице. В итоге все рабочее вещество переходит на поверхность матрицы, зашунтированной кнопкой.

Предлагаемое устройство, благодаря простому изменению соединения проводящих матриц и включению измерительных приборов в цепь параллельно матрицам, позволяет регистрировать превышение измеряемой величиной заданного значения и запоминание факта превышения. Применение изобретения позволяет отказаться от используемых обычно электронных спусковых схем, так как само устройство работает как триггер с двумя устойчивыми состояниями.

Формула изобретения

Устройство для определения температурного поля в контролируемой среде по авт. св, № 495558, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения регистрации превышения измеряемой величиной заданного значения, матрицы противоположных сторон внутренней поверхности ампулы соединены последовательно и подключены к источнику напряжения, а измерительные приборы включены параллельно матрицам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 495558, кл. G 01 К 11/06, 1974.

769363

Составитель Н. Соловьева

Редактор О. Филиппова Техред О. Павлова Корректор О. Гусева

Заказ 6733 Изд. М 469 Тираж 729 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Загорская типография Упрполиграфпздата Мособлпсполкома