Термометр минимальный

Тепловы ния. Ки с, 3 1 Ь 70 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ш С 01 К 3/00 С 01 К 5/О(54)(57) ТЕРИОИЕТР МИНИМАЛЬНЫЙ, содержащий резервуар и капиллярную трубку, жестко соединенные между собойи заполненные термометрической жидкостью, шкалу, распопоженную на капиллярной трубке, и стержень, размещенный внутри нее,о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличениянадежности регистрации минимальныхтемператур при воздействии перегрузок, концы стержня выполнены изматериалов с разной плотностью, асредняя плотность стержня равна плотности термометрической жидкости.Изобретение относится к термометрам, регистрирующим минимальную температуру контролируемой среды за некоторый период времени.Известен термометр минимальный с чувствительным элементом типа биметаллической пружины 1 3.Однако сложность конструкции термометра делает его малопригодным для практического использования.Наиболее. близким к предлагаемому является термометр, содержащий резервуар и капиллярную трубку, сообщающиеся между собой и заполненные термометрической жидкостью, и стер 15 жень (ползунок), расположенный внутри капиллярной трубки, снабженный пружиной, поджимающей его к стенкам т бки 23. 10 ру ГПри снижении температуры столбик жидкости в капилляре укорачивается и мениск увлекает стержень в сторону резервуара, Силы поверхностногонатяжения преодолевают силы трения 25 между стержнем и стенками трубки. При повышении температуры столбик удлиняется, мениск удаляется от резервуара, а стержень, удерживаемый силамитрения о стенки, остается на месте, 30 фиксируя своим положеним минимальную температуру. Для считывания величины минимальной температуры рядом с капиллярной турбкой располагают шкалу, градуированную в единицах температуры.При эксплуатации на транспортных средствах суммарный вектор внешней перегрузки (постоянной и переменной) может быть направлен под острым уг лом к оси капиллярной трубки и ориентация его такова, что имеется составляющая инерционной силы, действующая против усилия пружинки, и следовательно, отрывающая стержень от стенок трубки. В этом случае при некоторой величине внешней перегрузки возможны осевые смещения стержня, нарушающие фиксацию минимальной температуры. Очевидно, что для нормальной работы термометра необходимо, чтобы силы трения между стенками трубки и стержнем были меньше .сил по, верхностного натяжения, иначе при снижении температуры стержень "продавит" мениск. Это обстоятельство не позволяет повысить надежность устройства путем увеличения усилия поджатия пружины. Кроме того, из-за малости диаметра трубки (0,3,мм и менее) поддержание заданного усилия поджатия пружинки связано со значительными конструктивными и технологическими трудностями. А поскольку при эксплуатации термометра, особенно при относительно высоких темпеоратурах (например, 50-60 С) из-за ползучести материала пружинки усилие поджатия ослабевает, возможность осевых смещений стержня и нарушений фиксации минимальной температуры становится еще вероятнее. Таким образом, известный термометр не обладает достаточной надежностью.Целью изобретения является увеличение надежности регистрации минимальных температур при воздействии перегрузок.Поставленная цель достигается тем, что в минимальном термометре, содержащем резервуар и капиллярную трубку, жестко соединенные между собой и заполненные термометрической жидкостью, шкалу, расположенную на капиллярной трубке, и стержень, размещенный внутри нее, концы стержня выполнены из материалов с разной плотностью, . а средняя плотность стержня равна плотности термометрической жидкости.На чертеже представлен предлагаемый термометр.Термометр содержит резервуар 1, сообщающуюся с ним капиллярную трубку 2, защитный баллон 3. Резервуар, трубка и баллон выполнены из стекла за одно целое. На капиллярной трубке с помощью скоб 4 укреплена шкала 5, градуированная в единицах температуры. Резервуар и капиллярная трубка заполнены термометрической жидкостью 6. В трубке также имеется пузырь 7, состоящий из газа или паров термометрической жидкости. Пузырь 7 и жидкость 6 разделенымениском 8. Внутри жидкости, заполняющей капиллярную трубку 2, помещен стержень гантелевидной формы, состоящий из "тяжелого" шарика 9, "легкого" шарика 10 и соединяющей их тонкой перемычки 11. "Тяжелый" шарик 9 имеет плотность большую, чем плотность термометрической жидкости 6, а легкий в . на столько же меньшую, Масса перемыяки 11 пренебрежимо мала. Средняя плотность стержня равна плотности жидкости. Выполнение стержня иэ трех элементов не являетсяЗаказ 4754/26 Тираж 823 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 110 ппинципиально необходимым. Нужно лишь, чтобы один конец стержня был плотнее другого, а средняя плотность стержня была равна плотности жидкости. Другими словами стержень должен плаУ 5 вать в жидкости, а его центр масс должен быть смещен относительно центра объема в осевом направлении. В качестве жидкости могут использоваться вещества на основе циклогексана (плотность 1,9 плотности воды). Один шарик можно изготовйть из эпоксидной смолы (плотность 1, плотности воды), а второй из эпоксидной смолы с наполнителем из стальных опилок (плотность 2,7 плотности воды). Изготовление такого стержня заключается в том, что один конец тонкой стальной пластинки (5,000 х 0, 200 х х 0,020 мм) окунают в жидкую смолу без наполнителя, а другой - в смолу с наполнителем.из мелких стальных опилок. Образовавшиеся са концах пластинки капельки диаметром 0,20- 0,25 мм полимеризуют. Чем больше разница плотностей концов стержня, тем надежнее термометр фиксирует минимальную температуру.Термометр работает спедующим образом.При снижении температуры из"за уменьшения объема термометрической жидкости мениск 8 движется в сторону резервуара и увлекает за счет сил поверхностного натяжения стержень за собой. При повышении температуры мениск 8 удаляется от резервуара, а стержень остается на месте, фиксируя минимальную температуру.В рабочем попожении ось, капилляр 40 ной трубки горизонтальна. Однако при эксплуатации на транспортном средстве из-за наклонов и толчков суммарный вектор перегрузки направлен под острым углом к оси трубки. При этом45 из-за разных плотностей концов стерж 1688 4ня, плавающего в жидкости, возникает момент, вектор которого перпендикулярен оси трубки. Этот момент прижимает конец стержня к стенкам трубки, обеспечивая возникновениесил трения, фиксирующих осевое положение стержня. Путем изменения формыстержня можно в достаточно широкихпределах регулировать величину этихсил.Поскольку полотность стержня всреднем равна плотности жидкости,дестабилизирующее осевое усилие номинально равно нулю. Небольшое осевое усилие возникает из-за нарушенияравенства плотностей. Это усилиетем больше, чем больше суммарная перегрузка, Однако с увеличением перегрузки увеличивается и упомянутыйвыше момент, прижимающий конец стержня к стенкам капиллярной трубки. Поскольку величину этого момента можнорегулировать, имеется возможностьобеспечить .фиксацию стержня при любойперегрузке, что является основнымпреимуществом предлагаемого устройства перед известным. Обычно транспортные перегрузки кратковременны, поэтому нет необходимости увязывать усилие фиксации с силами поверхностного натяжения, другими словами можно допускать, чтобы максимальная величина сил фиксации превышала величину сил поверхностного натяжения, например, при максимальной транспортной перегрузке. Это обеспечивает дополнительное преимущество предлагаемого устройства перед известным.Таким образом, в предлагаемом термометре, благодаря принципиально иной (чем в известном) организации сил фиксации стержня, достигается большая надежность регистрации минимальной температуры.