Датчик для измерения среднеобъемной температуры материала, нагреваемого с поверхности тепловой волной с осевой симметрией

Патент 901839

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соватсник

Социал истнчеснмн

Республик

< > 901839 (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 24.07,79 (2! ) 2820298/18-10 с присоединением заявки.йн (23) Приоритет

Опубликовано 30.0 1.82. Бюллетень 464

Дата опубликования описания 02.02.82 (51)M. К.е.

801К 302

gOl. К 7/18

9судафстю1ньй квинтет

CCCP ае андам нзввретеннй н втнрнтнй (ЗЗРДК838. .53 1(088.8) (72) Авторы изобретения

° °

В, Я. Хани и В. С. Еоголюбчик

Ф "- "

Днепропетровский институт инженеров желе щщщюжяЬ&о транспорта им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕОБЪЕМНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

МАТЕРИАЛА, НАГРЕВАЕМОГО С ПОВЕРХНОСТИ ТЕПЛОВОЙ

ВОЛНОЙ С ОСЕВОЙ СИММЕТРИЕЙ

Изобретение относится к термометрии, а именно к конструкции проволочного термометра сопротивления, используемого цля измерения температуры исследуемого материала.

Известно устройство цля измерения средней температуры среды, соцержашее несколько датчиков температуры, размешенных в контролируемой среде 11 ) .

Нецостатками устройства является

30 его сложность и необхоцимость размещения датчика в контролируемой среде.

Наиболее близким к предлагаемому является п,атчик цля опрецеления теплоемкости материалов, содержаший термоtS чувствительный линейнозависимый оцнородный провоцник, закрепленный на теплоизолируюшей подложке.

Терм очувстви тельный проводник расположен перпенцикулярно плоскому нагревателю, размещенному в исследуемом материале, т.е. перпендикулярно фэонту плоской тепловой волны внутри исслецуемого материала (2) .

Недостатками известного датчика является сложность измерений, связанная с необхоцимостьто размещения цатчнка внутри материала, а также невозможность измерения датчиком срецней но:объему материала температуры прн нагреве а териала цилиндрической волной с осевой симметрие й.

Цель изобретения вЂ” у прошение измерений.

Для достижения поставленной цели проводник равномерно. заполняет площадку прямоугольной формы, причем длина проводника пропорциональна квадрату высоты треугольника.

На фиг. 1 наказан датчик, поперечный разрез; па иг. 2 вЂ” разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 вЂ” варианты расноложения проводника датчика на подложке.

Д атчик содержит термочувствительный элемент, выполненный в виде оцнороцного линейнозависимого проводника

1, закрепленного на теплоизолируюшей подлсекке 2. Проводник 1 в момент из90

1839 4 найцем, дифференцируя прецыцушее выражение (2) (3) 2 ,) T (}, t ) } 6 } 1 (4 ) о гце М вЂ” обьем зоны усреднения;

Т вЂ” температура в любой точке зоны, измеренная в момент времени .

Пусть провоцник выполнен из материала с линейной зависимостью удельного сопротивления } от температуры Т (например, из меди), т.е. где Q- удельное сопротивление при 0 С; о с(вЂ” температурный коэффициент сопротивления ия.

Сопротивление gP пров оцника алиной

ДЕ в полосе шириной о (полоса ББ1СС,,(Э фиг. 2) с учетом (3) равно

4 т "o <

Существует несколько вариантов рав50 номерной уклацки провоцника; параллельная, волнообразная, зигзагообразная и другие. Первая из них вносит наименьшие искажения температурного поля в материалее (фиг: Зб) .

С помошью предлагаемого цатчика измерение среднеобьемной температуры материала можно проводить с поверхпосЕ =Е „V I, (2) где „-общая цлина провоцника внутри треугольник а Opg. В элементарной полосе

Б СС} шириной Qt цлину проводника (3P мерения находится в контакте с исследуемым материалом 3, на котором размешен прямолинейный нагреватель 4, и дЕ=2е vдг! ь равномерно заполняет треугольную пло- }}ах шапку 5 подложки 2.

Средняя по цилиндрическому обьему

Проводник 1, уложенный на треугольтемпература материала рассчитывается по ной плошадке, располагают таким обраформуле зом, что onnà из вершин О треугольника лежит на оси прямолинейного нагрева0" )д теля 4, а противоположное основание }0

tp цлиной h вЂ” параллельно этой оси. Раз мещенным таким образом датчиком контролируют среднюю температуру полудилиндгической зоны материала, паппа которой равна длине 9 указанного основания, а радиус вЂ” высоте треугольника Ь, опушенной на этой основании.

Для опрецеления срецнеобьемной температуры полуцилинцрической зоны материала, нагреваемого с поверхности пря-Z0 молин ейным н агрев а телем, произв оцят р =y (1+ т) т о / (5) измерение любым из известных приборов (омметр, мост сопротивлений) сопротивления проводника, привеценного в тепловой контакт с поверхностью материала. g

Если сопротивление при 0 С равно Ро, а после контакта с нагретым телом оно увеличилось no k>, то срецнеобьемная температура рассчитывается по формуле (l) 3O с} " = дЦЬ = с}„} й}") lL 6 (6)

Провоцник 1 равномерно заполняет при О Г; о плошадь треугольниковОРКи Ор д„.йлина основания КР выбирается равной длине пов оцника. луцилиндрической контролируемой зоны а высота треугольника вЂ” равной раппусу М этой зоны . О„Q ось симметрии нанеобьемная температура гревателя 4 и температурного поля в материале. Так как площадь любого из подобных треугольников, например ОББ}, пропорциональна квадрату рациуса }, то цлина провоцника }. внутри треугольника г также пропорциональна i }, т.е.

5 901 ти, не нарушая его целости. Это привоцит к тому, что ускоряется и уцешевляется процесс измерения. Кроме того, появляется возможность провоцить измерения в таких конструкциях (обьектах), гпе раэ- 5 рушение материала для внецрения цатчика является невозможным или нежелательным.

Формула изобретения

Д атчик пля измерения среанеобьемной температуры материала, нагреваемого с поверхности тепловой волной с осевой 15

839 6 симметрией, соцержаший термочувствительный линейноэависимый оцнороцный провопник, закрепленный на теплоизолируюшей поцложке, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью упрошения измерений, провоаник равномерно заполняет плошацку треугольной формы, причем алина провоаника пропорциональна квацрату высоты треугольника.;

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свипетельство СССР

N! 373546, кл. G01 К Э/02, 1971.

2. Авторское свицетельство СССР

No. 208996, кл. GO 1 N 25/30, 1965.

901839

Составитель Г. Мухина

Редактор Е. Дичинская Техрец М.Рейвес Корректор С. Шекмар

Заказ 12358/50 Тираж 882 Поцписн ое

ВНИИПИ Госуцарствеиного комитета СССР по целам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", .г. Ужгороц, ул. Проектная, 4