Устройство для измерения температуры

1051384 СОЮЗ СОВ ТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН ьЯ А 6 01 К 5/32 ЗОБР К АВТОРСКОМУ ЬС(5 до Из ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 01 НРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт медицинской лабораторной техники,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее термобаллон,заполненный газом и соединенный капилляром с одним плечом элементасравнения, выполненного в виде жид-.костного дифференциального нуль-индикатора, к другому плечу которогоподключен блок принудительной компенсации его объема, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повыюения чувствительности и точности, в него вве" ден герметичный сосуд со средством для изменения его начального объема, сообщающийся с обоими плечаин диеренциального нуль-индикатора, снабженными в нижней части расщирениями, а в верхней - сообщающимися.между собой через"патрубок с запорным краном причем блок принудительной компенсации объема нуль-индикатора снабжен дополнительным термобаллоном, заполненным газом и соединенным. капилляром с вторым плечом элементасравнения, а параллельно обоим капиллярам в непосредственной близости от них расположены введенные дополни- тельные два капилляра, герметично заглущенные с одного конца, другой Я конец каждого иэ которых соединен с противоположным плечом нудь-индика- тора. Ю10513 Изобретение. относится к контрольно-измерительой технике, а именно к устройствам, предназначенным для измерения и контроля температуры в сосудах малого объема, и может быть использовано в различных областях науки и техники, в том числе для точного измерения или контроля температуры биожидкостей в кюветах, пробирках и других подобных сосудах малого объема, используемых в медицинской лабораторной практике.Известны. устройства для измерения 10 температуры жидкости или газа в виде манометрических термометров, принцип Недостатками такого устройства являются большие габариты термобал лона, а также сложность его схемного,50/и конструктивного решения, в частности узла, предназначенного для учета погрешностей, обусловленных местными изменениями температуры окружающей среды.Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерений в сосудах малого объема55 Действия которых основан на зависимости давления ( объема ) заполнителя термосистемы этих термометров (газ, жидкость ) от температуры измеряемой среды. Указанные термометры содержат термобаллон, присоединенный с помощью гибкого капилляра к манометру, в качестве которого может быть использован мембранный или жидкостной дифференциальный манометр компенсационного типа с компенсатором дав-, ления 1. .Недостатками указанных термометров являются большие габариты термобаллона, исключающие возможность из"30 мерения температуры жидкости в сосудах малого объема, а также низкая чувствительность и точность измерений, обусловленные большой жесткостью и нестабильностью упругого чувствительного элемента их манометров,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для измерения температуры, содержащее термобаллон, заполненный газом и соединенный капилляром с одним плечом элемента сравнения, выполненного в виде жидкостного дифференциального нуль-индикатора, к другому плечу которого подключен блок прину дительной компенсации его.объема 21. 84Для достижения поставленной целив устройство для измерения температуры, содержащее термобаллон, заполненный газом и соединенный капилляром с одним плечом элемента сравнения, выполненного в виде жидкостногодифференциального нуль-индикатора,к другому плечу которого подключенблок принудительной компенсации егообъема, введен герметичный сосуд сосредством для измерения его начального объема, сообщающийся с обоимиплечами дифференциального нуль-индикатора, снабженными в нижней частирасширениями, а в верхней - сообщающимися между собой через патрубокс запорным краном, причем блок принудительной компенсации объема нульиндикатора снабжен дополнительнымтермобаллоном, заполненным газом исоединенным капилляром с вторым плечом элемента сравнения, а параллельно обоим капиллярам в непосредственной близости от них расположены введенные дополнительные два капилляра,Герметично заглушенные с одного конца, другой конец каждого из которыхсоединен с противоположньм плечомнуль-индикатора,На чертеже схематически изображе"но предлагаемое устройство.Устройство состоит из двух симметричных ветвей, включающих каждая термобаллон 1, соединительный капилляр 2, дополнительный капилляр 3 и одно из плеч дифференциального нуль-индикатора 4 давлений.Дифференциальный нуль-индикатор 4выполнен в виде системы из трех сообщающихся сосудов 5, 6 и 7, частичнозаполненных маловязкой рабочей жидкостью, например подкрашенным спиртом.Сосуды 5 и 6 выполнены с сужениями в верхней части в виде цилиндри-. ческих трубок 8 и 9 малого диаметра, которые могут сообщатьсяили разъединяться )между собой через патрубок 10 с запорным краном 11. Трубки 8 и9 снабжены измерительными шкалами 12.Сосуд 7, являющийся уравнительным,представляет собой герметичный закрытый резервуар, снабженный в верхней части средством для принудительного изменения его начального объема, например, в виде сильфона 13, Последний снабжен винтовым приводом 4, который предназначен для его перемещения вдоль продольной оси, и помещен внутрь кожуха 15, заполненного384 4создания повьппекного начального давления Ро внутри газовых полостей термобаллоков 2, от значения которогозависит масштаб шкалы измерений всоответствии с формулой Ро 11 о 1 3 1051водой для уменьшения влияния изменений температуры окружающего воздуха.Отверстия 1 б, находящиеся в верхнейчасти кожуха 15, служат для заполнения его водой.Дополнительные капилляры 3 подклю 5чены через тройники 7 к основнымкапиллярам 2, соединяющим термобаллокы 1 с трубами 8 и 9 сосудов 5 и бдифференциального куль-иьщикатора 4ф 0и предназначены для автоматическойкомпенсации влияния местных изменений температуры окружающей среды,например, за счет местного перегревавоздуха внутри.корпуса прибора в коф 15тором установлена рабочая кювета сизмерительным термодатчиком.Свободные концы Г 8 дополнительныхкапилляров 3 герметично заглушены,Автоматическая компенсация влкя 20ния местных изменений температурыосуществляется за счет того, что каждый из дополнительных капилляров 3включен в противоположную измерительную ветвь устройства и проложен па-25раллсльно соответствующему капилляру 2, в непосредственной близостиот него,Устройство работает следующим образом,Один из термодатчиков 1 помещаютвнутрь сосуда малого объема, в котором необходимо измерить или контролировать температуру (например, вкювету 19, как показано на фиг. 1),а другой, также находящийся в анало- З 5гичном сосуде (кювете), помещаютвнутрь сосуда 20 большего по сравнению с кюветой 19 объема, снабженногосредством для подогрева его внутрен ней полости (например, в термостат) 40с помещенным внутрь его образцовымтермометром 21. Изменяя температуру; внутри сосуда 20 на требуемую величину, контролируемую с помощью образцового термометра 21, добиваютсяравенства уровней рабочей жидкостив измерительных трубках 8 и 9 сосудов5 иб.1Равенство уровней жидкости в труб-ках 8 и 9 свидетельствует о равенстве 0давлений во внутренних полостях термо"баллонов 1,а значит и о равенстве температур, При этом о величине измеряемой температуры в кювете судят по показанию образцового термометра 21..Для повьппения чувствительностии точности измерений в предлагаемомустройстве предусмотрена возможность где Р 0, То - начальные значения давления и температурывоздуха внутри термобаллонов;- измеряемое ( контролируемое)отклонение температуры жидкости в .кювете;0- объем газовой полостивнутри каждого из термобаллонов;Осуммарный объем газо 02вой полости внутри соединительного капилляраи измерительной трубки8 (9),С этой целью, вращая винтовой привод 14, сжимают с помощью сильфона13 газ (воздух) внутри уравнительного сосуда 7 на заданную величину,приводя при этом начальные уровнижидкости в сосудах 5 и 6 к нулевымотметкам шкал 2 в измерительных трубках 8 и 9,При этом величина повышенного давления Р зависит от соотношения объемов газовых полостей уравнительного сосуда 7 и объемов сосудов 5 и 6 вместе с основными и дополнительными капиллярами и термобаллонами, а также от степени сжатия газа в уравнительном сосуде 7, осуществляемом с помощью сильфона 13, и может быть без особого труда рассчитана, таккак все указанные параметры известны,Оценка точности предлагаемого устройства показывает, что при внутреннем объеме термобаллонов, равномы.1= 0,5 см , и внутренних диаметЪрах измерительных трубок, равных дн = 0,5 мм (5 = 0,002 см 2), погрешность измеренной температуры с помощью предлагаемого устройства не превьппает + 0,1 С, даже без созданияоповьппенного давления во внутренних полостях термодатчиковПри создании повышенного начального давления, равного, например, Р о = 2 кгс/см , погрешность измеренйй может быть уменьшена до + 0,05 С."Патент",л,Проектна Фи г. Ужгор10Произведенная авторами эксперимен тельная проверка на изготовленном макете устройства полностью .подтвердила его высокую чувствительность и точностьОтсутствие кинематических узлов обусловливает простоту конструкции устройства и высокую надежность действия. Кроме того, использование предлагаемого устройства для измере- ния температуры в малых объемах позволяет получить по сравнению с известными устройствами высокую чувствительность, .точность и стабиль".ность показаний, а также возможность дистанционной передачи показаний .без допопнительных погрешностей и усложнения конструкции устройства.Малые габариты термодатчиков обеспечивают возможность одновременного измерения температуры в различных 10 точках в сосудах малого объема, атакже воэможность их встраивания в стенки этих сосудов. НИИПИ Заказ 8653/40ираж 873 Подписное