Устройство для измерения температуры насыщения паров веществ

(22) Здлелэио 09,11,76 (2) 2419087/18-25с присоедииеиием заявки Ио(23) Приоритет 6 01 М 25/02 Государственный комитет СССР но дмам изобретений н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕИИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НАСЫЩЕНИЯ ПАРОВ ВЕ 4 ЕСТВ Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствамдля измерения температуры насыщения .паров веществ, в частности, паровщелочных металлов, и может быть использовано, в основном, в исследовательной практике, в частности привысокотемпературных теплоФизическихи газодинамических исследованиях не- естационарных процессов со щелочнымиметаллами. Устройство можно изготовить малогабаритным и установить висследовательской камере диаметром20 мм. Изобретение допускает длитель- (5ную эксплуатацию при высокой температуре" в агрессивной среде (паровщелочных металлов).Известно устройство для измерениятемпературы насицения паров 1).Однакс его отличает большая инерционность, не позволяющая использовать его для измерений в нестационарных условиях.Ближайшим техническим решением 25 , является устройство, в котором температура насыценных паров измеряется методом точки росы. В корпусе устройства имеется конденсационнаяплощадка, температура которой фикси- О руется термопарой. Система индикации конденсации состоит из прозрачной гляделки, источника света, фотоэлемента, реагирующего на изменение отражательной способности конденсационной площадки в момент выпадения конденсата. Специальная система регулирует и измеряет температуру конденсационной площадки 2).Однако это устройство недостаточно надежно, что обусловлено невысокой прочностью оптической гляделки при переменной высокой температуре. Кроме того, в агрессивной среде (парах щелочных металлов) материал оптической гляделки и прокладки сильно корродирует, поэтому устройство не приемлемо для длительной эксплуатации.Целью изобретения является повышение надежности и корроэионной стойкости при повышенных температурах.5 ля этого корпус выполнен в форме цельнометаллического цилиндра, один торец которого служит конденсационной площадкой, а второй - соединен с патрубком для подвода паров, система для индикации конденсациисостоит иэ термоанемометра, введенного в корпус через диаметрально расположенные металлокерамические гермовводы, причем термоанемометр выполнен в виде металлической нити,Поедложенная конструкция не требует использования оптически прозрачной гляделки. Устройство хорошовыдерживает циклические изменениятемпературы благодаря тому, чтокорпус изготовлен цельнометаллическим, 10Работа устройства основана на способе определения момента конденсации пара по возникновению при конденсации направленного движения пара в полости устройства. 15На чертеже приведена схема конструкции устройства.Устройство для измерения температуры насыщения паров вещества содержит цилиндрический цельнометаллический полый корпус 1, один из торцов которого герметично перекрытстенкой 2, а другим открытым торцомон соединен с полостью датчика 3системы, предназначенной для конденсации пара. Внутренняя поверхность 4стенки 2 является конденсационнойплощадкой. Снаружи стенки 2 расположена система, предназначенная длярегулирования температуры конденсационной площадки 5, представляющей30собой теплообменное устройство снагревателем 6 и рубашкой 7, предназначенной для охлаждения, расположенными на теплоотводяшем стержне 8,Стержень 8 торцом соединен со стенкой2. В стенку 2 перед торцом стержня8 заделан спай микротермопары 9,предназначенной для измерения температуры конденсационной площадки 5,В качестве чувствительного элемента 40датчика 3 системы, индуцирующейконденсацию, применен термоанемометрический чувствительный элемент 10,укрепленный на держателях-электродах 11, введенных в полость датчика 45через высокотемпературные металлокерамические гермовводы 12. Патрубком 13 устройство подсоединяют кконтролируемому объему.В процессе измерения темпеРатуРустенок устройства поддерживают припостоянном значении выше максимальновозможной в конкретном случае измерений температуры насыщения, Для производства замера устройством системой для регулирования температурыконденсационной площадки 5 задаютрежим постепенного понижения температуры конденсационной площадки стемпературы, превышающей температуру насыщения. При достижении приэтом конденсационной площадкой температуры точки росы пар начинает конденсироваться на ней, При этом подлине полости устройства возникаетградиент давления, обуславливающий возникновение направленного движенияпара, Возникновение направленногодвижения пара повышает скорость охлаждения чувствительного элемента10 датчика 3, что ведет к изменениюустановленных на нем измерительнойчастью установки электрических илитепловых параметров,Температуру конденсационной площадки в процессе замера измеряюттермопарой 9, ведя ее непрерывнуюзапись каким-либо самопишущим потенциометром. В моменты измеренияпараметров датчика 3 на величину,достаточную для срабатывания сигнальной системы, автоматически подается на самопишущий прибор сигналотметки времени. Искомую температуру конденсации, соответствующуютемпературе конденсационной площадки при начале конденсации, определяют в момент, когда произведенаотметка времени на кривой измененийтемпературы конденсационной площадки, Найденная температура конденсации соответствует по градуировочнойкривой температуре насыщения.Так,например, для измерения температуры насыщения при испытанияхв паре рубидия в пределах давленияот 5 до 30 мм рт.ст., достаточнотемпературу стенок устройства поддерживать при 450 С. Температуручувствительного элемента при этомустанавливают при 600-700 С.Выбраны следующие материалы элементов устройства,Гермовводы 12 должны быть изготовлены из окиси алюминия высокойстепени чистоты, манжеты гермовводов - из железоникелевого сплавас содержанием никеля 42; сплавдолжен быть совместим по термическому коэффициенту расширения с плотноспеченной керамикой из чистогоалюминия, термоанемометрическийчувствительный элемент - из вольфрама, материал остальных деталейхромоникелевая сталь с содержаниемхрома 18%, никеля 10, титана до1, остальное - железо.Исполнение корпуса устройствацельнометаллическим позволяет выполнить устройство повышенной надежности и коррозионной стойкости привысокой температуре в условиях длительной непрерывной работы устройства в агрессивной среде, позволяетвыполнить устройство малогабаритным, допускающим размещение егов рабочей зоне исследовательской установки в цилиндрической полостидиаметром 20-25 мм,Изобретение позволит расширитьвозможности технических средствисследований в установках при высокотемпературных теплофизических,физико-химических исследованияхи газодинамических исследованиях684413 Формула изобретения Составитель Е.устюжанинРедактор А,Зиньковский Техред М.Келемеш Корректор М.Дем ж 1090комитета СССРи открытийская наб.,д.4/ 276/36 Ти НИИПИ Государственногпо делам изобретени 035, Москва, Ж, Ра Зака писное Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 нестационарных процессов в средах,содержащих пары щелочных металлов. 1. Устройство для измерения температуры насыщения паров веществ, например щелочных металлов, по методу точки росы, содержащее корпус с патрубком для подвода паров и конценсационной площадкой,сис - тему для регулирования и измерения температуры площадки и систему для индикации конденсации, измерительного устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и корроэионной стойкости при повышенных температурах, корпус выполнен в форме цельнометаллического цилиндра, один торец которого служит конденсационной площадкой, а второй - соединен с патрубком для подвода паров, система для индикации конденсации состоит из термоанемометра, введенного в корпус через диаметрально расположенные металлокерамические гермовноды2. Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что термоане мометр выполнен в виде металлическойнити. Источники информации, принятыево внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР9 516950, кл.б 01 М 25/02, 1974.2. Патент США 9 2697933,кл,73-17, 1961