Способ измерения температуры кирсановой и петрова

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТВ АВТОРСКОМУ СВИ ирсан СССР68,СР У м ано пр пературопроретерощение тельный ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРА КИРСАНОВОЙ И ПЕТРОВА(57) Изобретение относится к метриии может быть использо измерении и регулировании те ры для жидких и твердых элек водящих материалов. Цель изо ния - повышение точности и у измерения температуры. Измер электрод (ИЭ) 2 размещают вблизи поверхности контролируемого объекта (КО) 1 на расстоянии, выбранном в-4 э пределах 10 до 10 средней длины свободного пробега электронов. Подавая на выводы 6 высоковольтные импульсы напряжения, осуществляют по-. догрев ИЭ 2 путем его бомбардировки ускоренными термоэлектронами, эммитированными с поверхности КО 1. Изменяя сопротивление резистора 5 и величину приложенного к выводам 6 импульсного напряжения, величину импульсного тока подбирают так, чтобы обеспечить в зазоре между ИЭ 2 и КО 1 раз " ность потенциалов, равную произведе- Ж нию 30-500 В на отношение величины зазора к средней длине свободного пробега электронов. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.1255873 О 20 25 ЗО 35 40 50 Изобретение относится к термометрии и может быть использовано при измерении и регулировании температуры преимущественно жидких и твердых электропроводящих материалов, например в металлургии, при эпитаксии моно- и поликристаллов, при получении жаропрочныхматериалов и термической обработке, в частности при нагреве и гарниссажной плавке мерной заготовки для литья под давлением высокореакционных металлов и сплавов.Целью изобретения является повышение точности и упрощение измерения температуры.На чертеже схематически изображено устройство, предназначенное для осуществления предлагаемого способа измерения температуры.Устройство содержит контролируемый объект 1, температуру которого необходимо измерить, измерительный электрод 2, например термопарный спай с выводами 3, подключаемыми к потенциометру не показан), измеритель 4 тока в цепи контролируемый объект 1 - измерительный электрод 2, тбкоограничивающий резистор 5, формирующий импульсы тока определенной величины из импулЬсов напряжения, подаваемых на выводы 6 от генератора импульсов . (не показан), переключатель 7, коммутируюпдй цепь контролируемый объект 1 - измерительный электрод 2 либо к выводам 6 через резистор 5 для нагрева измерительного электрода 2 импульсами тока, либо к измерителю 4 тока в паузах между импульсами.Способ осуществляется следующим ;образом.Измерительный электрод 2 предварительно размещают вблизи поверхности контролируемого объекта 1 на рас 4 стоянии, выбираемом в пределах 10з10 средней длины свободного пробега электронов в зависимости от давления газа в промежутке между контролируемым объектом 1 и измерительным электродом 2, Затем, подавая на входные выводы 6 высоковольтные импульсы напряжения, осуществляют подогрев измерительного электрода 2 путем его бомбардировки ускоренными термоэлектронами, эмиттированными с поверхности контролируемого объекта 1, при этом переключателем 7 один из выводов 3 измерительного электрода 2, в момент подачи импульса. напряжения или несколько ранее, соединяют через токоограничивающий резистор 5 с одним из двух выводов 6, второй из которых заземлен и постоянно соединенс контролируемым объектом 1. Изменением сопротивления резистора 5 и величины приложенного к выводам 6 импульсного напряжения величину импульсов тока подбирают таким образом,чтобы обеспечить в зазоре между измерительным электродом 2 и контролируемым объектом 1 разность потенциалов,равную произведению 30-500 В на отношение величины зазора к средней дли 15 не свободного пробега электронов. При выполнении указанных ограничений на выбор расстояния (зазора) между контролируемым объектом 1 и измерительным электродом 2 и величины импульсов тока обеспечивается оптимальный подогрев измерительного электрода 2 ускоренными электронами термодиффузии в различных условиях при сравнительно нежестких требованиях к импульсному источнику питания.В промежутках времени между импульсами тока, периодически, измерителем 4 тока через переключатель 7 измеряют направление термотока в. цепи измерительный электрод 2 - контролируемый объект 1 и в момент измерения направления этого тока любым известным способом измеряют темпера - туру измерительного электрода 2 или температуру газа в зазоре, которая в этих условиях совпадает с искомой температурой контролируемого объекта 1,П р и м е р 1, Измеряют температуру поверхности заготовки из титанового сплава ВТ 5 массой 0,5 кг и диаметром 39,5 мм, нагреваемой в индукционной печи вертикального исполнения. Заготовку охлаждают с поверхности и одновременно поддерживают во взвешенном состоянии потоком аргона. Перепад давлений между верхним и нижним торцами заготовки составляетг0,1 кгс/см при давлении у верхнего торца 1 ата и расходе 600 л/мин,Измерительный электрод 2 устанавливают относительно. верхнего торца заготовки на расстоянии, равном 7 ммЭили 10 средней длины свободного пробега электронов для заданного давления газа, Нагрев измерительногоэлектрода осуществляют подачей импульсов напряжения амплитудой околоЗаказ 4813/41 Тираж 778 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская паб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 30 кВ через токоограничивающий резистор. В этих условиях формируемые импульсы тока обеспечивают на измерительном электроде относительно верхнего торца заготовки напряжение, 5 равное произведению ЗОВ на число длин среднего свободного пробега электронов, укладывающихся в зазоре. Измеренная предлагаемым способом температура поверхности заготовки равняется 1490 С.П р и м е р 2. Измеряют температуру расплавленного титанового сплава ВТ 5 в вакууме при давлении остаточных паров и газов - 10 мм рт.ст. 15-ФЗазор между поверхностью расплава и измерительным электродом выбирают в пределах 5-10 мм, что составляет при фмерно 10 средней длины свободного пробега электронов в вакууме. Для 2 О нагрева измерительного электрода используют импульсы напряжения с амплитудой около 500 В. Определяемая по предлагаемому способу температура расплава равняется 2150 С.25 Формула изобретения 1. Способ измерения температуры, преимущественно для металлов и спла- ЗО вов при литье под давлением, заключающийся в размещении вблизи поверх-. ности контролируемого объекта измерительного электрода, нагреве его до температуры контролируемого объекта бомбардировкой ускоренными термоэл .ктронами, эмиттированными с поверхности контролируемого объекта, осуществляемой путем подачи на измерительный электрод импульсов напряжения положительной полярности относительно контролируемого объекта, изме" рении термоэмиссионного тока между контролируемым объектом и измерительным электродом в паузах между импульсами нагрева и определении температуры контролируемого объекта по температуре измерит"ельного электрбда, измеренной в момент изменения направления термоэмиссионного тока в цепи электрод - объект, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения измерения температуры, величину зазора между поверхностью контролируемого объекта и измерительным электродом выдерживают в пределах от 10 до 10 средней длины свободного пробега электронов, величину тока нагрева измерительного электрода выбирают, обеспечивая в зазоре между ним и контролируемым объектом разность потенциалов, равную произведению 30-500 В на отношение величины зазора к средней длине свободного пробега электронов в зазоре.2. Способ по п,1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что температуру измерительного электрода определяют, измеряя температуру среды в зазоре между ним и контролируемым объектом.