Термопреобразователь для измерения среднеобъемной температуры материала

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 1 С 01 К.7/02 Г О 1 К 3/02 ГОСУД ГО ДЕ НИ ОБР А Н АВ лной, дложо тс цеия темнт вы- ктриие спаи 8-10 гоиКИпаиплося со".Р полосе. Е 8. ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОЫУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта им. М.И. Калинина(56) 1. Авторское свидетельство СССР М 373546, кл. 6 01 К 3/02, 1971., 2. Авторское свидетельство СССР Рф 901839, кл. 601 К 3/02, О 01 К 7/16, 1979 прототип).(54)(57) ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕОБЬЕМНОЙ ТЕМПЕРАТУРЬ 1 МАТЕРИАЛА, нагреваемого с повврхности осесимметрично тепловой восодержащий теплои пирующую поку с чувствительн элементомл и ч а ю щ и й с я тем, чтолью повыаения точности измерепературы, чувствительный элемполнен в виде батареи термоэлеческих преобразователей, рабокоторых закреплены на подложкнаковых примыкающих одна к дрполосообразных областях подлопри этом в каждой 1(-й полосераспределены равномерно по еещади, а их число И определяеотнощением1 1029Изобретение относится к температурным измерениям, а точнее к термопреобразователям для измерения среднеобъемной температуры, и может бытьиспользовано для неразрушающего контроля среднеобъемной температуры ма"териала, нагреваемого с поверхностиосесимметричной тепловой волной,иопределения Физических величин, взаимосвязанных со средней температурой 1 Озаконами теплопередачи,Известен термопреобразователь дляизмерения среднеобъемной температурыматериала, содержащий группу термоэлектрических преобразователей, внедряемых внутрь материала 1 11.Недостаток термопреобразователянеобходимость внедрения термоэлектрических преобразователей в материалчто в ряде случаев является невозможным,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является термопреобразователь для измерения среднеобъемной температуры материала, нагреваемого с поверхности осесимметричной тепловой волной, содержащийтеплоизолирующую подложку треугольной Формы с чувствительным элементом, выполненным в виде термозависимого однородного проводника, равномерно заполняющего теплоизолирующуюподложку2.Недостаток такого термопреобразователя - создание повышенного оттокатепла от материала вблизи вершинытреугольника. Здесь проводник нагревается более всего, отбирая тепло отсравнительно малой площади материала. Повышенный отток тепла в этомместе приводит к искажению температурного поля в материале и появлению систематической ошибки, Кроме того,при измерении температуры материала снеровной поверхностью возникает ошибка измерения вследствие нарушениятеплового контакта между плоской поверхностью термопреобразователя и материалом.Целью изобретения является повышение точности измеренияПоставленная цель достигается тем,что в термопреобразователе для измерения среднеобъемной температуры материала, нагреваемого с поверхности осесимметричной тепловой волной, содержа 55щем теплоизолирующую подложку с чувствительным элементом, чувствительныйэлемент выполнен в виде батареи термоэлектрических преобразователей, ра 017бочие спаи которых закреплены на подложке в одинаковых примыкающих одна ,к другой полосообразных областях под" ложки, при этом в каждой 1 -й полосе спаи распределены равномерно по ее площади, а их число Ик определяется соотношением"К=11(ЯК-"где И,1 - число спаев в первой полосе.На Фиг. 1 изображен предлагаемыйтермопреобразователь, вид со сторонытермоэлектрических преобразователей;на фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1,Термопреобразователь имеет теплоизолирующую подложку 1, на которой вы.делены одинаковые полосы с условнымиграницами между ними (границы показаны пунктирной линией). Размер датчика1 ширина ) соответствует глубинезоны контроля температуры, а длинаИ - длине этой зоны. Первый порядковый номер присвоен полосе 2. Равномерно по площади каждой полосы закреплены рабочие спаи термоэлектрических преобразователей 3, провода откоторых собраны в жгут 11 и подведены к термостатированным холодным спаям. Все термоэлектрические преобразователи соединены .в батарею последовательно,Для измерения среднеобъемной температуры материала термопреобразовательрабочими спаями накладывают на поверхность испытуемого материала краем первой полосы вдоль оси нагревателя,включают на короткое время нагреватель и измеряют термо-ЭДС батареи.При выполнении условия И 1= И РК -1)Кколичество спаев ИК расположенных вкаждой полосе, пропорционально величине где 1"1 - расстояние от края первой полосы до центра К -й полосы;" 1" - ширина полосы;11 - общее количество рабочих спаев. Поэтому суммарный сигнал, снимаемый со всех термоэлектрических преобразователей, равен величине2 И 3О -.си 1;,т, ц)С- чувствительного каждого термоэлектрического преобразователя;7(1" 1-значение температуры в центк, Кре К-й полосыФ - общее количество полос в термопреобразователе.102901 Ая,Составитель ВКуликоведактор С. Лисина Техред И.Костик Корректор Л,Тираж 873 ПодписноеГосударственного комитета СССРделам изобретений и открытийИосква ЖРаушская наб. 8, 4/5Эта величина, с .некоторой погрешностью, равна среднеобъемной температуре материала нагреваемого осесимметричной тепловой волной, причем величина этой погрешности тем меньше, чем больше количество элементарных полос содержит термопреобразователь. При числе полос уп Ъ 10. погрешность измерения не превышает 13.Выполнение чувствительного эле о мента термопреобразователя для измере 7 4ния среднеобъемной температуры в виде батареи термоэлектрических преобразователей, рабочие спаи которойраспределены по определенному закону,позволяет повь 1 сить точность измерения среднеобъемной температуры материала, нагреваемого осесимметрич-"ной тепловой волной, и обеспечить более точное определениехарактеристик исследуемого материала.