Тепловой зонд

1 ц 502302 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сова Советских Социалистических Респуолкк(22) Заявлено 18,04,74с присоединением (23) Приоритет Опубликовано 05.02.7 Дата опубликования Государственный комитет овета Министров ССпо делам нзобретени н открытий, В, фетисов и елев Заявитель 4) ТЕПЛОВОЙ ЗОНД 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 точнои сборке и создании надежного теплового контактамежду корпусом, термопарой и нагревателем.Цель изобретения - упростить конструкцию5 и технологию изготовления зондов за счет сокращения числа используемых в зонде деталей и выполнения ими нескольких функцийодновременно.Поставленная цель достигается тем, что10 электрический нагреватель и корпус зонда выполнены в виде изолированного по боковойповерхности, проводящего стержня и плотнонадетой на него металлической трубки, имеющих на одном из торцов электрический кон 15 такт. Вдоль стержня проходит канавка, в которую уложена термопара, состоящая изстержня и вваренной одним концом в дно канавки тонкой изолированной проволочки.На чертеже схематично показан предлагае 20 мый цилиндрический тепловой зонд,Корпус зонда состоит из металлическойтрубки 1, плотно посаженной на стержень 2,изолированный по боковой поверхности слоем 3 теплостойкого лака или эмали толщи 25 ной 5 - 10 мкм. Стержень выполнен из термоэлектродного материала (хромеля, константана). Трубка и стержень имеют на торце электрический контакт 4, образованный пайкойили сваркой этих деталей. Вдоль стержня 230 выполнена канавка 5, в которую уложен про502302 А Составитель А. Глушкодактор Т. Орловская Техред 3. Тараненко Корректор О. Т Тирак 1029 комитета Совета Министров СС ретений и открытий35, Раушская наб., д. 4/5 Изд.247суда рственн огопо делам изо35, Москва, Ж каз 736/18ЦНИИПИ Го одписн ипография, пр. Сапунова 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 температуропроводности 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 изобретения10 Тепловой зонд, состоящий из корпуса, электрического нагревателя и рукоятки с выводными клеммами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью увеличения точности измерения, электрический нагреватель выполнен в виде изо 15 лированного по боковой поверхности сплошного цилиндрического стержня из термоэлектродного материала, например константана,имеющего проточную канавку вдоль боковойповерхности стержня с уложенной в нее термопарой, и охватывающей стержень металлической трубки, контактирующей с ним на торце,