271060

ВСЕссюзная 1 Г Е 1 Н О ПЕ 27 Ю 60 Союз Советских Социалистических РеспубликИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельствавлено 28.1 Ч.1969 ( 1326232/18-10 с,л. 421, 7/О МПК 6 011 с 7/16УДК 536.531(088.8) Комитет по делам аобрвтеиий и открцти при Совета Мииистров СССР. Цофин И. Н, Листов Заявител ТЕРМОМ присоединением заявкиИзобретение относится к термометрам с закрытым в герметичну 1 о оболочку термоэлементом для измерения температуры различных,преимущественно жидких и агрессивных сред,Известны термометры для измерения температуры жидких сред - масла, топлива идругих нефтепродуктов, температуры воды,пара, а также расплагленных металлов и различных агрессивных, в том числе и газообразных, сред. Эти термометры содержат термоэлемент, защищенный от вредного влияниясреды герметичной оболочкой.Защитными оболочками снабжаются кактермометры сопротивления и термоэлектрические термометры (термопары), так и полупроьодниковые термометры сопротивления (терм исторы),Таков, например, термометр сопротивления,В котором термочувствительный элемент ввиде металлической микропроволоки уложен 20па медном основании (каркасе), помещенномВ закрытый корпус (оболочку). Для электрической изоляции проволоки применяется электроизоляционный, в данном случае винифлексовый, лак. 25Однако в этих термометрах наблюдаетсязначительное запаздывание показаний из-затепловоп энергии, так как па прогрев каркасатребуется большое время, ввиду плохой теплопроводности изоляционного слоя лака и 30 воздушных прослоек в выемках резьбы, а такбольшо 11 массы медного ка;1 каса. тенадежность термометра объясняется наличием деталей с резко отличающимися тепловыми свойл вами - теплопроводностыо и теплоемкостьк 1; прогрев тер.;1 ометра происходит в высшей степени неравномерно, следствием чего является возникновение внутренних напряжешш, которые приводят к деформации констрх кппп, растяжепшо микрон роволоки, внося погрешность тензоэффекта, и даже к обрыву электрической цепи термометра.С цель 1 о повышения динамической точности измерения и уменьшения инерционности в предлагаемом термометре внутренняя поверхность защитной об 1 оло 1 ки покрыта электропзоляционпым пористым материалом с капиллярными свойствами, внутри которого расположен чувствительный элемент и поры которого заполнены электроизоляционной летучей жидкостью.Пористый материал, например пористая керамика, размещается внутри герметичной оболочки, прилегая к ее стенке частично или полностью, повторяя конфигурацшо внутренней стенки оболочки так, что центральная часть объема оболочки остается свободной, сбразуя некоторое Вакуумное пространство. Пористый материал пропитан электроизоляционной летучей жидкостью.Описанная конструкция термометра обеспечивает быстрый, практически мгновенный,прогрев тсрмоэлемецта, что обусловлцваегбыструю реакцию термометра на изменениетемпературы и, следовательно, ьысокую точность. Прц этом обеспечивается цсободцмаяравномерность прогрева элемента, что исключает внутренние напряжения и повышает надежность.1-ьа чертеже изображена измерительная 10часть предлагаемого термометра - оболочкас термоэлементом,внутри герметичной оболочки 1, цз которойудален воздух, размещается электроизоляционный порцстыи материал 2, например пористая керамика или стеклопряжа, содержащий в себе термочувствительный элемент. Начертеже показаны витки микропроволоки Аиспользуемые как термочувствительный элемент термометра сопротивления. Вместо нихмогут оыть размещены спаи термопар либополупроводниковые термосопротивления -термисторы. Пористый слой 2 пропитываетсяэлектроизоляционной летучей жидкостью изанимает не все внутреннее пространство оболочки, а только часть ее, образуя свободноевакуумное пространство 4,Ьыполнеььцая таким образом оболочка стермоэлементом крепится любым известнымспособом, например сваркой, как показано начертеже, к державке ь, обеспечивающей цеободимую глуоину погружения в измеряемуюсреду. ьлектрическое соединение термоэлемента с указывающим, регистрирующим илиавтоматическим устройством осуществляется дпроводниками б, введенными внутрь оболочкис помощью герметичнывыводов 7. Крепление проводников в державке О осуществляегся известными спосооами, например с помощью термоцементной массы б, плотно зацолняющеи державку.Работа предлагаемого термометра состоитв следующем,При нагревании герметичной оболочки термо 1 метра летучая жидкость, которой пропитан 45пористый материал 2, мгновенно испаряется.Образовавшиеся в вакуумном пространствепары в результате разности давлений устремляются к противоположному концу оболочки,закрепленному в державке б, который имел 0более низкую температуру из-за теплоотводаво внешнюю среду. Этот теплоотвод неизбежен, но оп в данном случае имеет положительное значение. Г 1 ары, достигшие противоположного конца оболочки, коцденсцруются 55здесь, отдавая свое тепло менее нагретойчасти оболочки, благодаря чему вся оболочк разогревается равномерно. Жидкость, образовавшаяся при конденсации, по капиллярам пористого материала устремляется назад, к более нагретому концу оболочки, по пути смывая термоэлемецт. По пути к горячему Концу и пры достижеци 11 его жидкОсть вновь испаряется, и процесс повторяется с неослабевающей интенсивностью до тепор, пока цмсется некоторая ничтожная разность температур концов оболочки. Разогрев оболочки происходит очень быстро, практически мгновенно, так как теплопроводность описанной оболочки больше теплопроводности всех известны материалов, в том числе меди, серебра, золота и др.Это объясняется тем, что при испарении жидкости ца разрыв связей между молекул,амц потребляется некоторое количество теплоты, называемое теплотой парообразовация. У всех без исключения жидкостей теплота парообразования очень велика. При конденсации жидкости эта теплота, перенесенная паром в другой конец оболочки, полностью отдается, и менее нагретый конец оболочки разогревается. Этим обеспечивается высокая равномерность нагрева термоэлемента. Рабочая жидкость выполняет функции теплоносителя, непрерывно пополцяющего потери тепла, чем и устраняется влияние теплоотвода ца точность измерения.Поскольку теплопроводность державкц ничтожно мала по сравнению с теплопроводцостью оболочки, то потери на теплоотвод практически равны нулю, а температура всей ооолочки поддерживается одинаковой и равной температуре измеряемой среды.Таким образом, с помощью рабочей жидкости обеспечивается высокая точность измерения за счет быстродействия термометра и устранения влияния теплоотвода, а также высокая надежность за счет устранения внутреннинапряжений от неравномерности температурного поля термоэлемецта. Предмет изобретенияТермометр, содержащий термочувствительцый элемент, расположенный в защитной вакуумированной оболочке, отличагои 1 ийся тем, что, с целью повышения динамической точности измерения и умецьшеьцья инерционности, внутренняя поверхность защитной оболочки покрыта электроизоляццонцым пористым материалом с каццллярными свойствамц, внутри которого расположен чувствцтельцьш элемент и поры которого заполнены электроцзоляцпонной летучей жидкостью.271060 Составитель И. И. Дубсондакгор М. В. Афанасьева Текред 3. Н, Тараненко Корректор Л. Б, Бадылама пография, п апунова, 2 Заказ 2201,12 Тираж 480 ПодписноЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква Ж-З 5, Раушская наб., д. 4 у 5