Способ измерения температуры поверхности

ЖН ОПИС" ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Свите Советских Социалистических Республикс присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 1 О.Ч 11,1972, Бюллетень24Дата опубликования описания 02.Х.1972 Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРУДК 536.532(088.8) Авторыизобретения Пак Вацбо, Е, А. Томбасов и О. П, Кринский Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологииЗаявитель СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛИзобретение относится к области измерения температуры поверхности и может найти применение в технике теплофизического эксперимента, а также в промышленности,Термические методические погрешности, носящие регулярный характер при измерении температур поверхности, определяются характером теплообмена в месте контакта с термоприемником. Наличие этой погрешности обусловливается возникновением теплового потока как внутри тела, так и в месте контакта термоприемника с исследуемой поверхностью.Из условий теплообмена видно, что с учетом градиента температуры внутри тела неискаженная температура У поверхности (до наложения термоприемника) связана с экспериментально найденной У, соотношением-в+ ( ) э+,где Л и Ло - соответственно полные тепловые проводимости термоприемника и объекта (полупространство); а - коэффициент теплоотдачи поверхности; о - площадь контактирования термоприемника с объектом.Таким образом, второй член правой части уравнения представляет собой поправку к зафиксированной термоприемником температуре. Величина поправочного члена даже при измерении температуры поверхности рационально сконструированными термопарамц оказывается значительной, особенно прц наличии больших градиентов температуры.Определить точное значение поправочного 5 члена расчетным путем не представляется возможным, так как а зависит от тепловых характеристик термопрцемника, объекта ц окру;кающей среды. Как видно, имеется возможность экспериментально свести поправочный 10 член к нулю (скомпенсировать отток тепла)путем приближения температуры т термоприемника к температуре У поверхности.Известны способы компенсации тсплеоттокапо термопрцемнцку, для чего термопрцемнцк 15 нагревают до тех пор, пока градиент температуры вблизи его чувствительного элемента становится равным нулю, Разогрев термоприемнцков (обычно это бывает термопара) может производиться специальным цагревате лем или внутренним разогревом термопарыпри пропусканцц через нее во время измерений переменного тока.Более перспективным является способ, основанный на нагреве термопары переменным 25 током, так как снабженце терыопары специальным нагревателем связано с коцструктивнымц затруднениями. При этом способе момент полной компенсации теплооттока по термоприемнику определяют по точке пересе чения кривых зависимости температуры чувЗ 47592 3ствительпого элемента от величины переменного тока, проходящего по термопаре, снятыходин раз при наличии, а второй раз прп отсутствии непосредственного теплового контактачувствительного элемента термопары с поверхностью исследуемого объекта,Однако снятие двух кривых и определениемомента компенсации по их пересечению требует значительной затраты времени. При этомдлительное время н неопределенность момента измерения могут оказаться источником погрешности в случае измерения нестационарной температуры поверхности.Цель изобретения - повышение точности исокращение времени измерения.Зто достигается тем, что приближают температуру термоприемника к истинной температуре исследуемой поверхности ступенями.На каждой ступени температуру термоприемника при отсутствии непосредственного контакта с объектом доводят изменением его теплового режима до температуры, ранее зафиксированной им при наличии теплового контакта с поверхностью. Г 1 олучение полной компенсации определяют той ступенью, на которой показание термоприемника совпадает спредыдущим в пределах заданной точности.Изобретение поясняется чертежом.Способ осуществляют следующим образом.Термоприемник (например, термопару свнутренним подогревом переменным током,начальная температура которой Йо) приводятв соприкосновение с поверхностью исследуемого объекта, температура которой 0)Оо, ификсируют температуру 01, (Оп 0(У) (кривая 1).Чувствительный элемент термопары отжимают на небольшое расстояние от поверхности; при этом температура его несколько понижается. Регулировкой нагревательного токадоводяг температуру чувствительного элемента термопары до зафиксированной ранее температуры От в прижатом положении,Далее чувствительный элемент термопары,имеющий температуру Оь вновь приводят вконтакт с поверхностью и фиксируют температуру Ог (От(ОгУ,) (кривая 2). После этого чувствительный элемент термопары, отжимают от поверхности и доводят его температуру до 0 40 5 При следующем ние термопары с температура Оз (к Если величина ны Ог (в пределах чение Оз равно не верхности. Полной компенс электродам термосоприкосновею фиксируется риведении вповерхностьивая 3).з не отличается от вели аданной точности), то з скаженной температуре Л, Куклина Корректор Е. Мироно Техр балова Редак Изд. М 1349 Тираж 406 По делам изобретений и открытий прн Совете Мннистро Москва, Ж.35, Раушская наб д, 4/5 аказ 334011НИИПИ Комитета нсное СССР Типография, пр. Сапунова, 2 ации теплооттока по термо пары, нагреваемой переме 1 ным током, достигают обычно в два - три приема.Г редложенным способом можно проделатьаналогичное приближение и тогда, когда тем пература нагретой термопары выше температуры поверхности. В этом случае приближение температуры термопары к температуре поверхности проводят в обратном направлении путем уменьшения нагревательного тока 10 (кривые 1, 2, 3). Г 1 редмет изобретенияСпособ измерения температуры поверхности твердых тел путем компенсации теплоот тока по термоприемнпку, отличающийся тем,что, с целью г 1 овышения точности и сокращения времени измерения, приближают температуру термоприемника к истинной температуре исследуемой поверхности ступенями, на каж дой ступени температуру термоприемника приотсутствии непосредственного теплового контакта с поверхностью объекта доводят изменением его теплового режима до температуры, ранее зафиксированной им при наличии теп лового контакта с поверхностью, а получениеполной компенсации определяют ступенью, на которой показание термоприемника совпадает с предыдущим в пределах заданной точности измерения.30