Сигнализатор температуры

(191 (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИЗОБРЕТЕЕТЕЛЬСТВУ(21) 3386174 (22) 18.01,82 (46) 30.04.83 (72) Ю. Р, Войц ва 8-10 16М. М. ЧернякобританииК 11/12,щийточно- . тва,оглотинттемпеции ко игналиюл Мф хов и 88.8)Велико 601 36,83 ( , Заявка2393, клк. 1981Агейкин ДТОР ТЕМПЕ- он с жидкостОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ термочувс твительным элементник света, фотоприемник и рерующую аппаратуру, о т л и ч а юс я тем, что, с целью повышениясти измерений и упрощения устройсв торце баллона установлен светоптель, а термочувствительный элемвыполнен в виде смеси жидкостей,ратура расслоения или гомогенизаторой совпадает с температурой сзации,2. Сигнализатор по п. 1, о т лю щ и й с я тем, что источник свефотоприемник соецинены с полостьюна оптическим кабелем с раздельнымиканалами освещения и регистрацйиИзобретение относится к геплотехничроким измерениям и может быть использовано, в частности,для контроля теплового режима воздушных и жидкостных систем охлаждения блоков радиоэлектроннойаппаратуры.Известен сигналиэатор температуры,содержащий теплопроводное основание,имеющее несколько углублений, заполнен.ных смесью предельных алифатических 10соединений, и индикаторЦПри достижении контролируемой температуры для заданного значения смесьпредельных алифатических соединенийрасплавляется и взаимодействует с реагентами индикатора, вызывая изменениеего окраски.Однако ъ акой сигнализатор вследст,аие необратимости проходящих в нем процессов предназначен только Для, раэового использования,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является сигналиэагор температуры, содержащий баллон с жидкостным термочувствителЬным 25элементом, источник света, фотоприемник и регистрирующую аппаратуру 2Недостатками такого сигналиэатораявляются большие габариты и вес, обусловленные используемой механическойсистемой регистрации, сложность при-бора и необходимость тщательной его на-стройки и значительная погрешность измерениязЦель изобретения - повышение точ-35ности измерений и упрощение конструкции устройства,Поставленная йель достигается тем,что в сигналиэаторе, содержащем баллонс жидкостным термочувствительным эле- "ментом, источник света, фотоприемники,регистрирующую аппаратуру, в торцебаллона с жидкостным термочувствигельным элементом установлен светопоглогитель, а термочувствительный элементвыполнен в виде смеси жидкостей, температура расслоения.или гомогенизации которой совпадает с температурой сигнализации,При этом источник света и фотоприем 50ник соединены с полостью баллона оцти-ческим кабелем с раздельными каналами освещения и регистрации.На фиг, 1 приведен сигнализагор,общий вид; на фиг. 2показан гомогенный рас 1 вор жидкостей в баллоне приповышении температуры выше точки расслоения; на фиг. 3 - конструкция сигнализатора с применением оптического кабе ля; на фиг. 4 - пример температурной.зависимости точки расслоения смеси взависимости от концентрации одного жидкого компонента в другом. )Устройство представляет собой единую,конструкцию, собранную в корпусе 1, который при помощи фланца 2 крепится кобьекгу измерения, На фланце 2 установлен баллон 3, внутри которого в торцовой части жестко закреплен светопоглотитель 4, а внутренная полость заполненасмесью двух гермочувствительных жидкостей,. 5 и 6,Во сланцевой части баллона 3 установлена прозрачная защитная перегородка,7, за которой размещен источник 8 света (светодиод) и фотоприемник 9, закрепленные на герметизируюшей пробке10. Контакты источника 8 света и фотоприемника 9 выведены во внутреннююполость корпуса 1, где источник 8 света (светодиод) подключен к цепи питания,а фотоприемник 9 на вход регистрирующейаппаратуры, в состав которой входят компаратор 11 и усилитель 12 мощности, выходкоторого выведен на разъем 1 3 питания,Установка баллона 3 со смесью термочувствительных жиДкостей 5 и 6 Воэ;можна отдельно ог кбрпуса прибора, в,В. этом случае баллон 3 связан со свегоДиодом 8 и фотоприемником 9, гибким световолоконным кабелем 14, имевшим зашитную оболочку 18, центральную световодокнистую жилу 16, выведенную на источник 8 и световолоконные жилы 17, выведенные на фотоприемник 9.Устройство работает сдедукюцим" образом.В зависимости от температуры и концентрации компонентов, смесь жидкостей в баллоне 3 находигся в одном иэ двух воэможнык состояний (фиг. 2) .В области 18 существует гомогенная смесь, при которой раствор представляет собой единую жидкость, а в области 19 при низкой температуре раствор существуег в виде отдельных слоев, при этом существует граница 20 раздела, отражак- щая свет к фотоприемнику 9.При низкой температуре и включенном1питании луч 8 света от светодиода 8 проходит сквозь сдой жидкости 6, где частично отражается от границы 20 раздела (луч 8 ф ), и частично проходит сквозь границу раздела (луч 8 "). Луч 8" проходит сквозь сдой жидкости 5 и полностью поглощается погдотителем 4. Отраженный луч 8 ф попадает на фотоприем69 . 4Для обеспечения четкой работы коьаоневты рвстворадолжны иметь. разные коеф фициентй преломления (при этом разность коэффициентов преломлення 4 Л жнцкостей должна быть не менее 0,05). Например, Е гептанв 1,36, а аннлина 1,56 дв щ . ф= 0,4.С целью обеспечения хороших условий отражения целесообразно длину волны излучения 3. (свет светодиода) выбирать как можно короче, нвцример, применять не красой (АЛ), а зеленый светодиод (АЛВ), так как разностькоэффициентов преломления жидкостей квк правило, . больше в коротковолновой области. Показатель преломления защитной пе регородки 7 (прозрачный полимер, либо, стекло) должен выбираться нз условий минимальной разницы коэффициента пре ломлення со слоем жидкости 8, граничащим с ннм,ГТочность регистрации температуры в предлагаемом устройстве определяется температурным интервалом перехода (от гомогенной к двухслойной, либо от двухслойной к гомогенной структуре растворе жидкостей). Дпя жидкостей далеких от темпервтуры кристаллизации этот переход происходит в интервале 0;1- 6,15 С, Эта величина и определяет оо новную (инструментальную) погрецгаость сигналиэатора температуры, в то же время резкий характер переход (пропадание либо появление границы раздела) определяет репейный характер еге .рабог. По сравнению с прототийом предлагавмое устройство значительно проще иобеспечивает высокую точносйю контроля;температуры. 3 10162 ник 9, который под действием света выдает нв компврвтор 11 электрический сигнал. Компаратор срабатывает и включает выходной каскад 12, который подает сигнал высокого потенциала на разъем 13 питания и автоматики (сигнал Температура в норме, т,е. ниже 70 С). При превышении теьшературы в баллоне 3 жидкости 8 и 6 переходят в обпасть 18 н растворяются друг: в друге, образуя гомоген- щ ную (однородную) смесь - граница 20раздела исчезает. Луч света 8 проходит ;баллон насквозь (без отражений) и поглощается поглотнтелем 4. Так как. отраженный луч 8 прн этом гаснет (исчезает), 1 з :.то потенциал на выходе фотоприемника 9 резко падает, компврвтор 11 возвращает-. ,ся в. исходное состояние и выключает ;выходной каскад 12, который снимает напряжение с разъема 13 автоматики ,(т.е, пропадает сигнал "Температура в норме, что равносильно сигналу Ава- ф)В качестве термочувствительньи жидкостей можно применять растворы, об- д разующне .прн превышении критической температуры гомогенный раствор (растворы с верхней критической точкой), либо растворы, образующие гомогенныйраствор при уменыцении температуры (растворы с нижней критической точкой).Примером первых является, например,смесь нз 80% ацетона и 80% Н-гептана.с критической точкой 2 ФС и смесь . иэ 43% внилина и 87% гепГтанв с критической точкой +70,2 о С, : 3Примером вторых является смесь 30%воды и 60% моноамилового эфира диэти.Пенгликоля с критической точкой +36,11 С. ты.: Выбранная пара жидкостей должна иметь такую обпасть расслоения, которая фЕобеспечивает снгналиэвщпо заданной температуры (путем изменения соотношениякомпонентов, фнг. 2).Составитель В. ГолубевТехред М.Герцль Корректор.А. Ильин Редактор Е, Папп Закаэ 3198/4 г. Ужгород ая, 4 Фили Тираж 873 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113038,Москва,Ж, Подписноекомитета ССС,Роткратийаушская набд