Пневматический датчик температуры

ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1111 5239 Союз Советских Социалистических Республик(51) М Кт с присоединением заявки3) Приоритет Государственный комитет Совета Министров СССРов пу о делам нзабрет и открытий та опубликования описания 11,10.76(71) Заявитель В, Г. Шкварченко, Н. А, Шматков и В, И. Песокститут горной механики и технической кибернетиким, М. М. Федорова 4) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ДА ТЕМП ЕРАТУРЪ о для выдачи орционального носится к об аботы в сис нев- изсти мах иика Устроиство предназначенпматического сигнала, пропмеряемой температуре, от латепловых приборов для р тепневмоатоматики.Известны устройства аналогичного назначения,вапример устройство для измерениятемпературы, содержащее равновесный рычагсвязанный с указателем температуры, на одноиз плеч которого воздействует термочувствтельный элемент, а на другое - пнеэматический компенсатор усилия 11.Однако такое устройство имеет относительно сложную конструкцию и сравнительно невысокое быстродействие. Наличие рычагов понижает виброустойчивость устройства. Известны устройства, использующие термобиметаллические чувствительные элементы, выполненные в виде полуколец или скоб, например компенсатор температуры 2, Такое выполнение чувствительного элемента не обеспечивает поступательного перемещения его концов, необходимого для уменьшения погрешности преобразования,Наиболее близким прототипом является датчик температуры, содержащий термочувствительный элемент, один конец которого соединен с корпусом, другой с двухмембранным преобразователем 3. Этот датчик имеет сравнительно большуюинерционность, довольно жесткие конструктивные требования к пневмопреобразователю и небольшой диапазон работы преобразовате ля по давлению.Цель изобретения - уменьшение инерционности и упрощение конструкции.Это достигается тем, что в предлагаемомдатчике термочувствительный элемент выпол О нен из двух У-образных биметаллическихпластин, соединенных в Я-образную форму, Для обеспечения регулировки диапазона измеряемых температур между корпусом и термочувствительным элементом введена регулиру емая пружина.На чертеже показана конструкция датчтемпературы.Датчик содержит корпус 1, разделенныйдвумя мембранами на секции 2, 3, 4, термо чувствительный биметаллический элемент 5с односторонним расположением слоя с большим линейным удлинением (А), соединенный с мембранным блоком 6 и регулируемой пружиной 7, усилие которой устанавливается,винтом 25 8, подвижное сопло 9 и дроссель 10.В исходном состоянии давление питания через дроссель 10 заведено в камеру управления повторителя, сопловую камеру и выходной каНал Реыв. С ПОМОЩЬЮ ПРУЖИНЫ 8 УСтанавли вается давление Р=0,2 кгс/см при мини(2) ЛН, = К,Кг 1,где К, - коэффициент, учитывающий линейное расширение металлов;К 2 - коэффициент, учитывающий геометрические размеры термочувств 11 тсльного элемента;- температура контролируемой среды. Уравнение (1) с учетом выражения (2) мокно записать в виде Рвых - Ро +где--- (3) СК Кги в Из уравнения (3) видно, что изменяя величину 5 - 5 можно 11 зменять диапазон измерения контролируемых температур в широких мальпом значении контролируемой температуры. Это необходимо для получения стандартного унифицированного сигнала Рвы,= =0,2 - 1,0 кгс/смРаботает устройство следующим образом.Г 1 ри увеличении температурь 1 округкающсй среды термочувствительный элемент удлиияегся, благодая 5-образной форме обеспечивается поступательное перемещение концов элемента. При этом создается усилие иа мембранном блоке, которое компенсируется соответствующим увеличением давления на выходе силового преобразователя,Приращение давления на выходе пропорционально приращению усилия на термочувствительном элементе. При понижении температуры контролируемой среды происходит соответствующее понижение выходного давления.Из условия равновесия сил на мембранном Олоке, прснеорегая перемещением заслОнки в силу его малости, можно написать уравне- ние пределах без изменения геометрических параметров термочувствительного элемента,Изменение величины 5 - 5, достигается изменением исходного положения сопла относид тельно линии заделки мембран. Перемещениесопла приводит к изменению эффективныхплощадей 5 и 5 в, а следовательно, и их разности,При правильно выбранных параметрах соп 1 О ла рабочее перемещение мембранного блокасоставляет тысячные доли миллиметра. Пренебрежимо малые перемещения мембранногоблока, небольшая масса термочувствительиогоэлемента и введение сжатого воздуха в по 15 лость термочувствительного элемента обеспечивают уменьшение инерционности по сравнению с известным. При относительно простойконструкции можно изменять пределы измеряемых температур, так как за счет изменения2 О положения сопла можно изменять диапазонконтролируемых усилий (на термочувствительйом элементе) от нескольких десятковграммов до 1,5 кг (данные приведены для диаметров заделки мембран 25,5 мм при диа-д метрах жестких центров 12 мм и толщинемембра 1 гного полотна 0,15 мм).Датчик можно применять для контроля абсолютной температуры, при этом достаточнос помощью,регулируемой пружины устаноЗО вить величину Ро=К 273, где К - коэффициент пропорциональности. Поэтому такаяконструкция удобна для использования в расходомерах в качестве устройства температурной компенсации.35Формула изобретения4 О1. Пневматический датчик температуры, содержащий термочувствительный элемент, один конец которого соединен с корпусом, другой с 45 двухмембранным пневмопреобразователем,отличающийся тем, что, с целью уменьшения инерционности и упрощения конспрукции, в нем термочувствительный элемент выполнен из двух 1.1-образных биметаллических 50 пластин, соединенных в 8-образную форму.2. Датчик по п, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью обеспечения регулировки диапазона измеряемых температур, в нем между корпусом и термочувствительным элементом 5 г введена регулируемая пружина.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авт. св.134471, 6 01 К 5/42, 30.09.1958.2. Патент М 747068, кл. 106/2/Ь, 1966, Англия. Оо 3. Авт. св.359536, 6 01 К 5/42, 17.10.1968.Подписное Заказ 2018/1 Изд. Мо 1522 Тираж 814 ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 5 К, Раушская наб., д. 4/5