Устройство для измерения температуры поверхности

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 69) (И) 51) С 01 К 13/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Специализированное конструкторско-технологическое бюро твердотельной электроники с опытным производством Института прикладной физикиАН МССР(56) 1. Патент США Нф 3983753,кл. С 01 К 1/14, опублик. 1976.2, Патент ФРГ У 2144048,кл. С 01 К 13/00, опублик. 1976(прототип),(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ. ИЗМЕРЕНИЯТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ, содержащееполый цилиндр, выполненный из теплоизоляционного материала, термочувствительный элемент, расположенный вплоскости основания цилиндра, иметаллическую решетку, зафиксированную в стенке цилиндра над термочувствительным элементом, о т л ич а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в устройствовведен радиатор, выполненный в видекольца, расположенного соосно с цилиндром и присоединенного к решетке.873 1 1118Изобретение относится к термометрии и может быть использовано в уст-:ройствах для измерения температурыповерхности.Известно устройство для измерения 5температуры поверхности, содержащееперфорированное ограждение термочувствительного элемента и рычаг, прикрепленный к ограждению, прижимающийтермочувствительный элемент к измеряемой поверхности 11,Недостатком данного устройстваявляется низкая точность измерениявследствие того, что распределениетемператур в пограничном слое, в 15котором расположен термочувствительный элемент, нестабильно из-за влияния внешних воздушных и тепловыхпотоков, воздействующих на пограничный слой. 20. Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является устройстводля измерения температуры поверхности, содержащее полый цилиндр, выполненный из теплоиэоляционного материала, термочувствительный элемент,расположенный в плоскости основанияцилиндра, и металлическую решетку,1зафиксированную в стенке цилиндра 30над чувствительным элементом.Полый цилиндр в известном устройстве в сочетании с металлической решеткой обеспечивает защиту термочувствительного элемента от влияния15внешних воздушных потоков и вместес тем не нарушает естественной теплоотдачи испарением и излучением 12 . Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, обусловленная тем, что в известном устройстве значительно изменяется конвективная теплоотдача участка измеряемой поверхности, на котором расположен цилиндр, так как решетка45 фиксирует слой воздуха, расположенный над термочувствительным элементом, и условия теплообмена, определя" емые температурой окружающей среды и.движением объекта или воздуха, отличаются от условий теплообмена не- огражденной поверхности. В результате температура на измеряемом участке поверхности может значительно отличаться от температуры неогражденной поверхности, так как теплоотдача конвекцией составляет 30-807 суммарной теплоотдачи. Цель изобретения - повышение точности измерения.Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения температуры поверхности, содержащее полый цилиндр, выполненный из теплоизоляционногоматериала, термочувствительный элемент, расположенный в плоскости основания цилиндра, и металлическую решетку, зафиксированную в стенке цилиндра над термочувствительным элементом, введен радиатор, выполненный в виде кольца, расположенного сооснр с цилиндром, и присоединенного к решетке.На фиг. 1 изображено устройство, поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху. Устройство содержит полый цилиндр 1, выполненный из теплоизоляционного материала, термочувствительный элемент 2, расположенный в плоскости основания цилиндра, металлическую решетку 3, соединенную с радиатором 4, выполненным в виде кольца, расположенного соосно с цилиндром 1. Кроме того, на чертеже изображена измеряемая поверхность 5. Предлагаемое устройство работаетследующим образом. Теплоотдача от измеряемой поверхности 5 к решетке 3 осуществляется через неподвижный слой воздуха, расположенный над термочувствительнымэлементом При этом конвективнаятеплоотдача с огражденного участка поверхности определяется температуройрешетки 3, которая отличается от температуры окружающей среды и опреде" ляется соотношением тепловых сопротивлений между поверхностью и решеткой 3 и радиатором 4 и окружающейсредой. Площадь радиатора 4 выбирается такой, чтобы обеспечить равенство полного теплового сопротивления устройства и теплового сопротивления неогражденного участка поверхности. Решетку 3 целесообразнорасполагать на расстоянии 2-3 мм отизмеряемой поверхности 5, а отношение площади огражденного участкаповерхности к поверхности радиатора4 должно составлять примерно 2:3.Внутренний диаметр цилиндра выбираютв пределах 8-10 мм, а верхняя частьцилиндра, расположенная над решеткой,имеет высоту 10-15 мм.оставитель В. Копаевехред М.Тепер Корректор О. Лугова Редактор Ю. Ковач Подписное Государственного елам изобретений еква, Ж, Раушс ВНИИПИ по 3035, Момитета СССР открытийая наб., д. 4/ илиал П Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 11Повышение точности измерений в предлагаемом устррйстве достигается сохранением естественных условий теплоотдачи излучением, испарением и формированием в устройстве неподвижного слоя воздуха, теплоотдача через который соответствует естественной теплоотдаче конвекцией с неогражденных участков кожи. Это приводит к минимальному воздействию устройства на тепловое поле измеряемой поверхкаэ 7442/29 Тираж 822 18873 4 ности и увеличению стабильности показаний. Одновременно повышается быстродействие, поскольку предлагаемое устройство вносит минимальные искажения в тепловое поле измеряемой поверхности и время стабилизации показаний устройства определяется прак О тически только инерционностью термочувствительного элемента.