Датчик для измерения давления парогазовой среды в сублимационной камере

О 501 А СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИ АЛИС 1 ИЧЕСНИХЩСПУБ ЛИК(Ю 1 (10 4(5 ц О 01 Ь 11 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДМРСТВЕИНЬЙ НОМИТЕТ СССРЮ ЛВЛЙМ МВЭ%ЧВЙОЮЪпЮ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт пищеконцентратной промывленностии специальной пищевой технологии(56) 1. Авторское свидеТельство СССР Р 228307, кл. С 1 01 1 11/00, 1967.2; Авторское свидетельство СССР Иф 667841, кл. й 01 Ь 11/00, 1976 (про-, тотип).(54) (57) ДАТЧИК ДНЯ ИЗИЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ПАРОГАЗОВОЙ СРЕДЫ В СУБЛИМАЦИОННОЙ КАИЕРЕ, содержащий теплоизолированный цилиндрический корпус с намороженным внутри него льдом и измерителем температуры, причем полость корпуса через патрубок сообщена с сублимационной камерой, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыщения точности измерения, лед наморожен на дно цилиндрического корпуса, а измеритель температуры закреплен внутри цилиндра, выполненного со сквозными продольными каналами и свободно установленного над поверхностью льда внутри корпуса, причем . З чувствительный злемент измерителя температуры расположен на поверхностильда.1150501 пространством. Изобретение относится к техникеизмерения давления парогазовой средыв сублимационной камере и может бытьиспользовано в пищевой, химической,фармацевтической и других отрасляхнародного хозяйства, а также в лабораторной практике,Известны различные датчики давления парогазовой среди Я .Наиболее близким по технической 10 сущности к предлагаемому является датчик для измерения давления в сублимационной камере, содержащий полый теплоизолированный цилиндрический корпус с намороженным внутри льдом, причем во льду образована полость, сообщающаяся посредством патрубка с внешним пространством, а измеритель температуры размещен в этой полостиЦ.К недостаткам известного датчика относятся снижение точности измерения за счет того, что измеряется температура парогазовой среди в полости датчика, а не льда на границе с парогазовой средой; сложность конструкции, обусловленная необходимостью образования во льду полости с заданными размерами и геометрией, а также сложность регулировки и поддержания постоянного перепада давления между полостью датчика и внешнимПри измерении температуры парогазовой среды над поверхностью льда в полости постоянно возрастает погреш ность измерения давления вследствие увеличения расстояния от точки измерения температуры до поверхности льда в процессе сублимации льда40 Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что в датчике, содержащем теплоизолированный цилиндрический кор пус с намороженным внутри него льдом и измерителем температуры, причем полость корпуса через патрубок сообщена с сублимационной камерой, лед наморожен на дно цилиндрического 50 корпуса, а измеритель температуры закреплен внутри цилиндра, выполненного со сквозными продольными каналами и свободно установленного над поверхностью льда внутри корпуса, 55 причем чувствительный элемент измерителя температуры расположен на поверхности льда,2На фиг, 1 представлен датчик давления в сборе, общий вид; на фиг,2 -разрез А-А на фиг. 1 (теплоизолирующий корпус и цилиндр).Датчик содержит полый цилиндрический корпус 1, заключенный в кожух2 из теплоиэоляционного материала.В верхней части корпуса 1 предусмотрены патрубок 3 и крышка 4. В полости корпус 1 содержит намороженныйлед 5, Над льдом 5 установлен свозможностью осевого перемещенияцилиндр 6, в который заключен измеритель 7 температуры и выведен к нижнемуоснованию цилиндра в виде выступа.Цилиндр 6 снабжен сквозными продольными каналами 8, обеспечивающими истечение пара из зоны, расположенияизмерителя 7 температуры во внешнююсреду через патрубок 3. Термоэлектроды 9 измерителя 7 температуры выведены через крышку 4, представляющую в данном случае обычную пробку, наружу и подключены к вторичному прибору (не показан). Прижимнойцилиндр 6 по оси снабжен уплотнением 10 из электроизоляционного и термоизоляционного материала,Датчик работает следующим образом.В полость корпуса 1 заливаютдистиллированную воду, которая затем замораживается в морозильиомшкафу, После этого в датчик опускают цилиндр 6 и закрывают крышкой 4,При этом под действием веса цилиндра 6 обеспечивается необходимый контакт измерителя 7 температуры с поверхностью льда 5. После этого датчик помещают в сублимационную камеру и через электрические вакуумныевводы подключают к вторичному прибору (не показаны) . В процессе измерения давления парогазовой смеси в сублимационной камере осуществляется подвод тепла к льду 5 за счет радиационного теплообмена кожуха 2 датчика со стенками сублимационной камеры, а также конвективиого теплообмена, Тепло, подводимое к льду 5, расходуется на фазовый переход лед - пар, Образующийся пар проходит через сквозные продольные каналы 8 и патрубок 3 и поступает в сублимационную камеру. По мере испарения поверхность льда 5 перемещается вниз (к основанию корпуса 1), При этом прижимной1 4фициента теплопроводности льда или парогазовой среды. Поскольку теплоотвод от льда в процессе осуществляется за счет сублимации с его поверхности .молекул воды в вакуум, а коэффициенты теплопроводности льда и парогазовой среды в вакууме предельно низки, то значение температуры льда, соответствующее давлению в камере, устанавливается только на его поверхности - подвижной границе раздела фаз.Предлагаемое устройство, в отли" чие от известных, обеспечивает непрерывный контроль температуры движущейся границы раздела фаз лед - пар, а следовательно, повышает точность1измерейия. 3 115050 цилиндр 6, следуя за гранией раздела фаз лед - пар, обеспечивает необходимый контакт измерителя 7 температуры с поверхностью льда 5, В соответствии с полученной температурой поверхности льда по таблицам определяют давление насыщения водяных паров. Необходимым условием при работе датчика является вертикальное его расположение в сублимацион ной камере.Распределение температуры по толщине слоя льда и высоте слоя парогазовой среды в вакууме неоднородно. Температура в каждой конкретной точке .1 у зависит от расстояния между этой точкой и границей раздела фаз (новерхиостью льда), а также от коэфФ 8