Устройство для определения динамических характеристик термоприемников

(57) Исп ка терм ность и две емк два пор ненсо с валом щен вн термоп и тарировтуры. Сущ о содержит дной воды, лый, выполи соединен шень разме- закреплены ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский гидрометеорологический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР М 581391, кл. 6 01 К 15/00, 1978.2. Авторское свидетельство СССР М 972267, кл. 6 01 К 15/00, 1981.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕРМОПРИЕМ НИКОВ Изобретение относится к области метеорологии и предназначено для использования в термометрии при испытаниях, калибровке и тарировке термоизмерительной аппаратуры,В настоящее время известны несколько направлений развития физико-технических методов и средств для этих процессов, наиболее представительным из которых можно считать устройство для определения динамических характеристик термопар, содержащее приспособление для фиксации термоприемников, емкости для разнотемпературной жидкости (холодной и горячей, по Цельсию), и блок регистрации показаний термоприемников при протекании той или иной жидкости ЯСущественным и очевидными недостатками этого устройства являются низкая точность и достоверность температуры жидкости, что сужает сферы использования устройства. ользование: калибровка оизмерительной аппара зобретения: устройств ости для горячей и хола шня, один из которых по кном на уровне каналов вращения, а другой пор утри первого и на нем риемники, 1 ил,Наиболее близким, по мнению заявителя, является устройство для определения динамических характеристик термоприемников, содержащее емкости для горячей и холодной воды, соединенные каналами с неподвижно установленным цилиндром, выполненным полым, в котором(егоуказанной полости) размещены термоприемники 2,Устройство более эффективно по сравнению с др. аналогами, Однако обладает и существенными недостатками, заключающимися в незначительной точности и достоверности получаемых измерений из-за искажения амплитудной характеристики в результате смещения струй жидкости различной температуры, теплообмена между каналами, искажающего истинные показания температур, и использования в измерительной схеме щеточного коллектора, при ограниченном частотном диапазоне ввиду нарушения динамической устойчивости струй жидкости неудачной конструкцией и размещением приспособления для фикса 17707835 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ции термоприемников, что накладывает по,казания разнотемпературных потоков жидкостей, снижает достоверность ирепрезентативность процесса измерений,испытаний и калибровки токоприемников.Целью изобретения является повышение точности за счет исключения взаимноговлияния разнотемперэтурных жидкостей,На чертеже показан общий аид описываемого устройства,Устройство для определения динамических характеристик термоприемников содержит емкость 1 для горячей воды иемкость 2 для холодной воды, соединенныеканалами 3 с неподвижным цилиндром 4,выполненным полым, Закрепленным в опоре 5, например, с помощью резьбы.Согласно изобретению, полый цилиндр4 снабжен поршнем 6; размещенным в немкоаксиально и ориентированным своимднищем (по чертежу - вверху поршня развитое днище 6, с помощью которого поршеньсоединен с валом привода вращения, например, через фрикционную муфту, на чертеже, над поршнем б, условно показан вал"к приводу" ),В стенке поршня выполнено окно 7 науровне каналов 3 цилиндра 4, подводящихкаждый горячую или холодную воду (раздельно 2 канала). В полость поршня 6 введен дополнительный поршень 8 меньшегодиаметра, установленный по оси неподвижно, а по оси этого дополнительного поршня8, в верхней его части, закреплены термоприемники 9, соединенные своими электровыводами с блоком 10 обработки сигналоаот этих термоприемников 9, выводящимсигналы на регистрационный блок 11, например, прибор типа СП(многоканальный самописец), или на экран дисплея (повыбору экспериментатора и возможйостей),Такое выполнение чувствительной рабочей части данного устройства: двух поршней (основного 4 и дополнительногопоршня 8), согласование высоты окна 7 сканалами 3-3 и размещение неподвижнымитермоприемников 9, позволяет повыситьточность определения динамических характеристик, расширить частотный диапазонза счет устранения влияния разнотемпературных жидкостей (их температур) друг надруга и на процесс измерений их температур приемниками 9.Работа устройства осуществляется следующим образом,Из емкостей 1 или 2 по каналам 3 (содной или другой емкости) жидкость поступает к поршню б, который вращают приводом. При совмещении на каждом оборотеокна 7 с тем или другим каналом 3 в полость поршня б попадает та или другая жидкость: при совмещении окна 7 с каналом 3, соединенным с емкостью 1, из нее (как зто условно принято при разливе жидкостей по емкостям) поступает горячая жидкость, которая омывает термоприемники (датчики) 9, протекая вниз вдоль неподвижного дополнительного поршня 8, сигналы от датчиков поступают на блоки 10 - 11 и регистрируются, При совмещении окна 7 с каналом 3 отемкости 2 датчики омывает холодная жидкость, характеристики которой передаются от термоприемникоа 9 на блоки 10-11 и регистрируются. При известных темперэтурах жидкости в емкостях 1 и 2 (их можнотермоизолировать для чистоты эксперимента), изменяя число оборотов поршня 6, определяют значения модуля передаточной функции измерительного преобразователя при различных временных показателях сме-, ны жидкостей, омывающих термоприемники 9, определяют амплитудно-частотную характеристику, а по ней находят параметры тепловой инерции термоприемников 9, используя, как указано а описании, приборы (блоки) 10 и 11 устройства,П р и м ер использования устройства, В емкость 1 заливают воду при температуре 85 С, в емкость 2 - воду при Т -5 С, создают в емкостях избыточное давление, например, от ресиверэ, Цилиндр и поршень 4 и б притирают по внутренней контактной стенке (чтобы не было протечек); в качестве привода используют электропривод с регулируемым числом оборотов; например, многоступенчатым редуктором (на чертеже не показаны), при диаметре поршня б, равном 40 мм, диаметр окна 7 выбирают 5 мм. Диаметр дополнительного поршня 8 выбран 5,5 мм, на торце (вверху) которого закреплены термоприемники (не менее двух - для более надежного и точного показания методом контроля одного датчика другим).Термоприемники 9 соединяют электро- каналами с измерительным устройством в виде моста постоянного тока класса 0,05, выход которого подсоединяют к быстродействующему АУП, включенным в блок схемы измерений 10 устройства, При вращении поршня с числом оборотоа 1 об/с и при избыточном давлении в емкостях 1 и 2, равном 2,4 ати, получают динамические характеристики термоприемников 9 устройства и судят о надежности и точности его работы;далее, изменяя число оборотов, кратным 3, 5, 10 и т,д., получают дополнительные динамические характеристики термоприемников 9, которые эквивалентно сравнивают между собой и делают вывод о работе данного устройства, производя при этом срав 1770783нение с эталонными, предварительно полученными характеристиками, принятыми по нормам в системе Госкомгидромета,Таким образом. технические преимущества разработанного устройства заключа ются в повышении точности (по экспериментам на 14-18, что существенно) и надежности получения динамических характеристик, репрезентативности (устойчивой представительной повторяемости ре зультатов), расширении частотных диапазонов (в несколько раз) получаемых характеристик за счет изменения частоты омывания датчиков 9 разнотемпературными жидкостями за счет устранения при этих 15 данных, влияния разнотемпературных жид костей друг на друга и на процесс измерений, т.к, при подаче ее под давлением жидкость, как несжимаемая среда, не смешивается со стекающими остатками другой 20 жидкости и дает чистые показания при омывании датчиков - только той жидкости, которая попала в окно 7,Формула изобретения Устройство для определения динамических характеристик термоприемников, содержащее емкости для горячей и холодной воды, соединенные каналами с камерой, в которой размещены термоприемники, соединенные своими выводами с блоком обработки сигналов, и привод с валом вращения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности за счет исключения взаимного влияния разнотемпературных жидкостей, в него введены два поршня, размещенных соосно в камере, и фрикционная муфта, при этом камера выполнена в виде полого цилиндра, внешний поршень снабжен окном, выполненным на уровне каналов, и установлен днищем вверх, соединенным через фрикционную муфту с валом вращения, а термоприемники закреплены на внутреннем поршне.