Датчик пульсаций температурыгаза

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоэетскыкСоциалистическихРесттублик и 802815(22) Заявлено 29.03.77 (21) 2467323/18-10с присоединением заявки Рй -(23) Приоритетов оо аелаи нзовретаннй и атнрытнйОпубликовано 07.02.81. Бюллетень Ю 5 Дата опубликования описания 10.02.81(7) Заявитель ститут экспериментальной мете 54) ДАТЧИК ПУЛЬСА ГАЗЕМПЕРАТУРЬ щую массу 2 Изобретение относится к области тер-мометрии и может быть использовано приизмерениях пульсаций температуры газа,в частности воздуха, например, в метеорологии,Известен датчик пульсаций температуры воздуха с автоматическим отфильтровыванием постоянной составляющей, содержащий батарею последовательно соединенных термопар 11.ОПринцип работы этого датчика позволяет просто осуществить операцию фильтрации. Если одни из спаев термобатареиимеют большую тепловую инерцию, то сигнал на выходе дифференциальной термоба-т 5тареи пропорционален разности температурмежду холодными (инерционными) и горячими ( открытыми) спаями.Батарею термопар получают гальваническим омеднением участков константановой проволоки, намотанной с шагом накаркас в виде крестовины так, что каждый виток намотки образует четыре термопары, причем холодные спаи помещены в блоках из теплоизолирующего материаланапример компаунде, а горячие спаи открыты, находятся между указанными блоками и отделены от них промежутками.Каждый теплоизолирующий блок состоитиз двух половин. Недостатком известного датчика является низкая точность измерения, обусловленная неодинаковой температурой холодных спаев из-за размещения их в разных теплоизолирующих массах и шаговой намотки термобатареи, поскольку температура холодных спаев может быть различна как в разных блоках, так и в каждом из них.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому датчику является датчик пульсаций температуры газа, содержащий последовательно соединенные термопары, расположенные на каркасе в виде тороидальной обмотки, причем холодные спаи термопар заключены в теплоизолирую 8 О 2 815Расположение колодных спаев по кольцу, т. е. на значительном пространстве,приводит к тому, что эти спаи могутиметь неодинаковую температуру, вследствие чего снижается точность измерений.Целью ввобретения является повышениеточности измерений.Указанная цель цостигается за счеттого, что спаи термопар расположены навнутренних участкак витков тороидальнойобмотки, а каркас выполнен в вице катушки со щечками, межцу которыми расположены горячие спаи термопар.На чертеже изображен датчик, поперечный рвврез,Датчик содераат каркас в вице катушки 1 со щечки 2. На этот каркас тороидально наметан кенстантановый провод,омеднеииые участие которого образуюттермаеаиы 3. Хэнедные спаи 4 термопарраспедежены в теелоизолирующей массе5 (кемнаунее) на внутренних участкаквитков обмотки в одной плоскости, перпендикулврной продольной оси катушки.Горячие спад 6 расположены в той жеплоскости на наружнык участкаквитков и раздедекы воздушными промежуткаыа жруг ет друга и от катушки.Указвиаээ расположение спаев и термопар может быть достигнуто, напримерпогружением тороидальной обмотки вертикально на половину ее высоты в электролит,с последующим омеднением, После омеднения центральную часть катушки, в которойнакодится колодные спаи, заливают застывающий теплоизолирующей массой 5,например эпоксидным компаунцом.Описываемый цатчик работает следующим образом, Для измерения пульсаций.температуры воздука датчик закрываютжалюзийиой противорадиационной защитой(на чертеже не показана), которая уменьшает воздействие солнечнык лучей и позволяет воздуку обдувать горячие спаи 6и катушку 1. Датчик укрепляют иа метеорологической мачте (на чертеже не показа-,на ), а его Выкод подключают к ре гистратору (на чертеже не показан). При кратковременном изменении ( пульсации) температуры возцука изменяется температура горячик спаев 6, а температура колоднык спаев 4 за это время остаетсяпрактически неизменной, В результате втерыопарак возникает электрический ток,по величине которого можно судить о величине данного кратковременного изменения (пульсации) температуры воздука.При этом вследствие изменений скорости и направления обдувения, я также с изменением направления солнечных лучей в течение дня темперятура теплоизоляции изменяется в различных ее честях по разному, в результате этого разность температур между честями теплоизолирующей массы может постигать величионы 1-2 С и более. Если в таких усло виях холодные спаи будут располагаться в теплоизолирующей массе на большом расстоянии, то температура ик может различаться на целые градусы, в то время как точность измерений составляето0,02 С а величина кратковременных пульсаций температуры Возцуле составляет не более 2 С.Поскольку в описываемом датчике холодные спаи 4 расположены не внутренник участках витков тороидальной обмотки в непосредственной близости дру г от друга, то разность температур этих спаев будет незначительной, что исключает погрешности измерения, возникающие в случае расположения этик спаев не большом расстоянии. Кроме того, щечки 2 катушки 1 не дают горячим спаям 6 соприкасаться с центральной частью катушки, поэтому горячие спаи 6 очень быстро принимают температуру исследуемого воздуха, не ЗОискаженную температурой катушки. Б результате погрешность измерений пульсаций температуры воздуха описываемым датчиком будет меньше, чем в известном устройстве 2 .Формула изобретенияДатчик пульсаций температуры газасодержащий последовательно соединенные40 термопары, расположенные на каркасе ввице тороидальной обмотки, причем колодные спаи термопар заключены в теплоизолирующую массу, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышения точ 45 ности измерений, колодные спаи термопар расположены на внутренних участкеквитков тороидальной обмотки, а каркасвыполнен в вице катушки со щечками,между которыми расположены горячие50 спаи термопар,Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1. Труды ИЭМ, вып. 12, 1970,с. 36 - 39. 2. Авторское свидетельстве СССР М 154690, кл. 5 01 К 7/02 (прототип).Шароши кт 0604/54 Тираж 918 Подписн ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, ЖЗ 5, Раушская наб., д. 4/5ка иал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4