Устройство для измерения высоких температур

СОЮ.3 СОВЕ ТСГИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 С 0 7/0 О САН АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВУ расширенном температурном диапазоне, В установившемся режиме теплообмена температура теплоотдающей части 4, измеряемая низкотемпературным датчиком 8 1 емпературы, пропорциональна высокой температуре контролируемой среды в зоне установки тепловоспринимающей части 6 теплопровода 3, С датчика 8 сигнал поступает на измерительный прибор 9, При постоянном поддерживаемом системой 10 стабилизации расходе тепла, отводимого хладоносителем, прокачиваемым через теплообменник 7, изменение температуры среды вызывает изменение сигнала датчика 8. 1 ил. еский институтР ермо- . 112 сторны о, 1972 о СССР977.МЕРЕНИЯ ВЬ к термометрии ть измерения в ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗСОКИХ ТЕМПЕРАТУР(57) Изобретение относитсяи позволяет повысить точно ОБРЕТЕНИЯ 1673873 А 1Изобретение относится к тепловым измерениям, в частности к измерению высоких температур в химической промышленности и металлургии.Цель изобретения - повышение точности измерения в расширенном температурном диапазоне.На чертеже представлена структурная схема устройства.Устройство для измерения высоких температур установлено в стенке 1 контролируемого обьекта посредством корпуса 2, выполненного иэ термоиэоляционного материала, В корпусе 2 закреплен теплопровод 3, который состоит иэ теплоотдающей частоты 4, теплопроводящей части 5 и тепловоспринимающей части 6.Теплопроводящая часть 5 и тепловоспринимающая часть б изготовлены иэ аниэотропного материала, Теплоотдающая и тепловоспринимающая части 4 и 6 выполнены с развитой поверхностью (в виде радиатора) для улучшения условий теплообмена,14 а участке теплообмена теплоотдающей части 4 с хладоносителем устройство снабжено теплообменником 7, в рабочей части которого расположена теплоотдающая часть 4 теплопровода 3 на участке теплового контакта теплоотдающей части 4 с хладоносителем,Устройство снабжено датчиком 8 температуры, чувствительный элемент которого вмонтирован с торца теплоотдающей части 4 теплопровода 3 в зоне его осевой линии.Выход датчика 8 температуры подключен ко входу вторичного измерительного прибора 9,Устройство также содержит систему 10 стабилизации расхода тепла, отводимого хладоносителем, включающую тепломер 11, содержащий датчик 12 расхода хладоносителя и датчики 13 и 14 температуры хладоносителя, установленные, соответственно, на входе и выходе теплообгленника 7, подключенные к вычислительному блоку 15, блок 16 сравнения, задатчик 17 расхода тепла и регулирующий вентиль 18 с исполнительным механизмом 19. установленные в тракте подвода хладоносителя,Теплообманник 7 совместно с системой 10 стабилизации расхода тепла образуют преобразователь коэффициента деления,В режиме со стабилизацией расхода тепла устройство работает следующим образом,В установившемся состоянии через вентиль 18 по подводящим и отводящим трубопроводам теплообтленника 7 протекает хладоноситель (например, вода) Объемный расход хладоносителя измеряется55 10 1520 25 30 35 4045 посредством датчика 12 расхода, сигнал которого подается на вход вычислительного блока 15 тепломера. От датчиков 13 и 14 температуры сигналы также поступают на соответствующие входы вычислительного блока 15, в котором рассчитывается расход тепла, отводимого хладоагентом. Сигналыс выходов блока 15 и зэдатчика 17 расходатепла сравниваются в блоке 16 сравнения. В случае несоответствия заданного и измеренного значений расхода тепла вырабатывается управляющий сигнал, который поступает на вход исполнительного механизма 19, посредством которого заслонка 18 перемещается в новое установившееся положение, соответствующее равенству заданного и измеренного расходу тепла, отводимою хладоагентом, В установившемсярежиме теплообмена по теплопроводу 3 протекает рабочий тепловой поток, полученный путем теплообмена между контролирчемой средой и тепловоспринимающей частью б теплопровода 3. Рабочий тепловой поток от тепловоспринимающей части б через теплопроводящую часть 5 поступает в теплоотдающую часть 4, где вступает в теплообмен с хладоагентом. В установившемся режиме теплообменэ температура теплоотдающей части 4, измеряемая датчиком 8 температуры, пропорциональна температуре контролируемой среды в зоне установки тепловоспринимающей части 6 теплопровода 3, Сигнал с датчика 8 температуры поступает на измерительный прибор 9, показывающий температуру теплоотдающей части 4 теплопровода 3. При изменении значения измеряемой высокой температуры изменяется величина рабочего теплового потока и при постоянном, поддерживаемом системой 10 стабилизации расходе тепла, отводимого хладоносителем, изменяется температуратеплоотдающей части 4 теплопровода 3, а следовательно, изменяется температура, измеряемая датчиком 8, что приводит к новому показанию измерительного прибора 9.Устройство может работать и в режиме стабилизации температуры теплоотдающейчасти 4 теплопровода 3. В этом случае нэ задатчике температуры устанавливается температура порядка 40-50 С, а к измерительному прибору подключается выход тепломера. При изменении температуры контролируемой среды изменяется и температура тепловоспринимающей части б теплопровода 3, что приводит соответственно к изменению величины рабочего теплового потока Отр и к увеличению температуры теплоотдающей части 4 теплопровода 3. Это изменение температуры, воспринимаемое1673873 Формула изобретения Составитель В.Ярыч Техред М.Моргентал Корректор С,Черни.Редактор А.Долинич Заказ 2910 Тираж 37 б Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул.Гагарина, 101 датчиком 8,подается на вход блока сравнения, где сравнивается с заданным значением, вводимым с задатчика температуры, При отклонении от установившегося значения блок сравнения вырабатывает сигнал управления, функционально связанный с сигналом рассогласования на входе. Под воздействием управляющего сигнала исполнительный механизм 19 поворачивает заслонку вентиля 18 в новое положение, Таким образом каждому значению температуры соответствует новый обьемный расход, измеряемый датчиком 12 расхода, Новому объемному расходу соответствует НОВЫЙ ПврЕПад тЕМПЕратурЫ (живых Тех) Нд входе и выходе из теплообменника. Сигнал с датчиков 13 и 14 температуры и сигнал с датчика 12 расхода поступают на соответствующие входу вычислительного блока, где замеряется расход тепла, отводимого хла,доагентом в теплообменнике, который при поддержании постоянства температуры теплоотдающей части пропорционален измеряемой температуре, показываемой измерительным прибором,Наличие объемного расхода хладоагента в наружном теплообменнике позволяет увеличить верхний предел измерения высокой температуры практически до допустимой тепловой нагрузки теплопровода (делителя температуры) (порядка 3000 С) при использовании низкотемпературных датчиков.За счет использования анизотропного пирографита, у которого продольная теплопроводность на участке передачи тепла (полезного сигнала) от тепловоспринимающей части теплопровода в зоне измеряемых температур к его 1 еплоотдающей части более чем на порядок выше поперечной теплопроводности, возможна установка тепловоспринимающей части теплопровода на заданной глубине в контролируемой среде,Благодаря наличию системы стабилиза 5 ции расхода тепла обеспечивается повышение точности измерения, посколькуосуществляется стабилизация условий теплообмена в зоне установки низкотемпературного датчика,10 Наружный теплообменник не влияет науровень шумов (тепловых потерь), так кактепловые потоки потерь главных образомзависят от разности температур контролируемой среды и стенки объекта. Воздейст 15 вие теплообменника на эти характеристикипрактически исключено,20 Устройство для измерения высоких температур, содержащее теплопровод с датчиком температуры, установленным в еготеплоотдающей части и подключенным к измерительному прибору, и преобразователь25 коэффициента деления с теплообменником,подсоединенным к трактам подвода и отвода хладоносителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности измере-,ния в расширенном температурном диапа 30 зоне, в него введены тепломер, связанныйс входом и выходом теплообменника, размещенного снаружи теплоотдающей частитеплопровода, регулирующий вентиль с исполнительным механизмом, установленный35 в тракте подвода хладоносителя, эадатчикрасхода тепла и блок сравнения, выходомподключенный к исполнительному механизму регулирующего вентиля, а входами - квыходу задатчика расхода тепла и тепломе 40 ра, соответственно,