Устройство для измерения температуры вращающихся объектов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 4 А 19) 1 К 13/О 51) РЕТ ЕТЕ В К АВТОРСКОМУ Ф Ы ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ(71) Львовский политехнический институтим. Ленинского комсомола и Львовское специальное конструкторское бюро "Электротермометрия"(56) 1, Самбурский А,Н, и Новик В,К, Бесконтактные измерения параметров вращающихся объектов. М., 1976, с. 64 - 66.2. Авторское свидетельство СССРМ 1026023, кл, 8 01 К 13/08, 1982,Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано для измерения температуры поверхностей вращающихся объектов.Известно устройство для измерения температуры вращающихся объектов, в котором используется оптический канал связи со стационарным источником света и фотоприемником, В устройстве сигнал от установленного на объекте термочувствительного элемента управляетамплитудой или частотой световых импульсов, воспринимаемых неподвижным приемником 1.Недостатком устройства является невысокая чувствительность, Кроме того необходимость размещения на вращающемся объекте источников питания и других активных элементов снижает надежность устройства, ограничивает срок непрерывного измерения.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАЮЩИХСЯ ОБЬЕКТОВ (57) Сущность изобретения: устройство содержит термочувствительный элемент в виде двух частично перекрывающихся пластин, закрепленных одними концами вдоль образующей вращающегося объекта, Верхняя пластина выполнена Г-образной из материала с низким коэффициентом линейного расширения, а нижняя - из материала с высоким коэффициентом линейного расширения с растровой решеткой на поверхности, При нагреве происходит изменение исла видимых линий растровой решеткто фиксируется счетчиком, 1 ил. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения температуры вращающихся объектов, в котором термочувствительный элемент выполнен в виду двух частично перекрывающихся пластин, нижняя из которых с растровой решеткой на поверхности, выполнена из материала с высоким коэффициентом линейного расширения, закрепленных одними концами на объекте и оптически связанных с неподвижными источником света и фотоприемником, соединенным со счетчиком импульсов (21,Недостаток известного устройства заключается в его невысокой точности, поскольку на показания устройства существенно влияет температурное удлинение (деформация) поверхности вращающегося объекта, равна величинеЫ =йЛТ, 1742643510 15 20 30 35 40 50 55 где а - коэффициент линейного тепловогорасширения материала обьекта;- расстояние между закрепленнымиконцами пластин;Ь Т - градиент температур (разницамежду начальной и конечной температуройповерхности объекта).Так, в случае, если поверхность вращающегося агрегата выполнена из материалас высоким значением коэффициента линейного теплового расширения, то измеритьего температуру с помощью известного устройства практически невозможно.Целью изобретения является повышение точности измерения путем исключениявлияния на устройство температурной деформации вращающегося объекта.Поставленная цель достигается тем, чтов устройстве для измерения температурывращающихся объектов, содержащем термочувствительный элемент в виде двух частично перекрывающихся пластин, нижняяиз которых с растровой решеткой на поверхности выполнена из материала с высокимкоэффициентом линейного расширения, закрепленных одними концами на объекте иоптически связанных с неподвижными источником света и фотоприемником, соединенным со счетчиком импульсов, концыпластин закреплены на одной линии вдольобразующей вращающегося объекта, приэтом верхняя пластина выполнена Г-образной из материала с низким коэффициентомлинейного расширения.На чертеже изображено устройство дляизмерения температуры вращающихся объектов.Устройство содержит установленный навращающемся объекте 1 и находящийся сним в тепловом контакте термочувствительный элемент, состоящий из нижнейтонкой пластины 2, на которой нанесенрастр 3, и верхней Г-образной пластины 4,закрывающей часть растра 3, Пластины 2и 4 закреплены на одной линии 5 вдольобразующей вращающегося объекта,Пластина 2 выполнена из материала,имеющего большое значение коэффициента линейного теплового расширения,например цинка а= 39,7 10 1/град, а пластина 4 выполнена из материала с болеенизким значением коэффициента линейного теплового расширения, например,титана - ВТ 1 (а = 8 10 1/град). Через оптическую систему 6 и растр 3 имеют оптическую связь источник света 7, напримерлазер или лампа накаливания, и фотоприемник 8, подключенный к счетчику импульсов 9,Устройство работает следующим образом.Под действием измеряемой температуры свободные концы пластин 2 и 4 имеют возможность перемещаться в одном направлении, При этом число видимых линий растра 3, т,е, линий, не закрытых Г-образной пластиной 4, изменяется, поскольку величины температурного расширения (деформации) пластин 2 и 4 неодинаковы вследствие различных значений коэффициентов линейного теплового расширения а, Изменение количества видимых линий растра 3 служит информацией об измеряемой температуре Излучение источника 7 с помощью оптической системы 6 фокусируется в виде светового пятна малых размеров на растр 3, отражается от него и попадает на фотрприемник 8, При вращении объекта 1 световое пятно пересекает линии растра 3 и модулируется им так, что на выходе фотоприемника 8 появля ются импульсы, число которых за один период вращения равно числу видимых линий растра 3. Счетчик 9 импульсов производит подсчет числа импульсов, пришедших за один период вращения объекта 1, которое однозначно связано с измеряемой температурой,Отметим, что световое пятно может быть сфокусировано в любом месте по всей ширине термочувствительного элемента, поскольку температурное расширение (деформация) термочувствител ьного элемента одинаково по его ширине;Закрепление пластин термочувствительного элемента на одной линии и выполнение их из материалов с различными коэффициентами теплового расширения позволяет повысить точность устройства, так как в этом случае на его показания не влияет температурная деформация поверхности вращающегося объекта,Кроме того упрощается конструкция устройства, за счет исключения направляющей пластины, а также значительно уменьшаются его габариты,Формула изобретения Устройство для измерения температуры вращающихся объектов, содержащее термочувствительный элемент в виде двух частично перекрывающихся пластин, нижняя из которых с растровой решеткой на поверхности выполнена из материала с высоким коэффициентом линейного расширения, закрепленных одними концами на объекте и оптически связанных с неподви .ыми источником света и фотоприемником, соединенным со счетчиком импульсов, о т л и ч аю ц е е с я тем, что, с целью повышения1742643 точности измерения, концы пластин закреплены на одной линии вдоль образующей вращающегося объекта, при этом верхняя 5 Составитель П. ВанкевичТехред М.Моргентал ктор А. Осауленко едактор М, Янкович Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ГКНТ ССС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж, ул. Гагарина, 101 каз 2277 ВНИИПИ Го пластина выполнена Г-образной из материала с низким коэффициентом линейногорасширения,