Способ измерения температуры

(19 4 СО К ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИд ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт электродинамики АН УССР(56) Авторское свидетельство СССР У 116637, кл. С 01 К 7/40, 1950.Авторское свидетельство СССР В 800702, кл. С 01 К 7/40, 978. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к термометрии, Цель изобретения - упрощение способа и расширение диапазона измеряемых температур. В устройстве, реализующем способ, электроды 5 размещают в контролируемой среде 6. Температура электродов 5 не должна превышать измеряемую температуру среды, Для этого при измерении низких температур принимают необходимые меры для предотвращения нежелательного перегрева электродов 5 вследствие притока тепла по проводам, соединяющим электроды 5 с источником высокого напряжения (вторичной обмоткой повышающего трансформатора 2), После наступления теплового равновесия между электродами 5 и средой на электроды 5 подают напряжение и повышают его с помощью регулятора 1 до пробоя среды в промежутке между электродами 5. Величину напряжения на электродах 5 в момент пробоя регистрируют прибором 4. По измеренной величине напряжения пробоя определяют температуру реды. 2 ил.Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для определения температуры газов и газо вых потоков, непроводящих жидкостей5 и твердых диэлектриков в диапазоне температур 10-3000 К.Цель изобретения - упрощение способа и расширение диапазона измеряемых температур. 10На фиг.1 приведена электрическая схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 - результаты исследований для нескольких длин разрядных промежутков Я 15(1,2 и 3 мм).Устройство содержит регулятор 1 напряжения, повышающий трансформатор2, токоограничивающий резистор 3, измеритель 4 напряжения (киловольт метр) и электроды 5.Способ осуществляют следующим образом.Электроды 5 размещают в контролируемую среду б (фиг.1), при этом температура самих электродов заведОмо недолжна превышать измеряемую температуру среды. Для этого при измерениинизких температур принимают необходимые меры для предотвращения нежелательного перегрева электродов вследствие притока тепла по проводам, соединяющим электроды 5 с источником высокого напряжения (вторичной обмоткой повышающего трансформатора 2).После наступления теплового равновесиямежду электродами и средой на электроды подают напряжение и повышаютего с помощью регулятора 1 до пробоя .среды в промежутке между электродами 5. Величину напряжения на электродах в момент пробоя регистрируют при"бором 4. По измеренной величине напряжения пробоя П определяют температуру среды, 45Исследованиями установлено, чтопробивное напряжение П газов. при температурах от.комнатной и как минимум до 1500 К подчиняется зависимости5011 прЯгде Я - межэлектродное расстояние;р - давление газа;Т - температура газа,55известной для нормальных температур.Этой зависимости газы подчиняютсяи при низких температурах вплоть дотемператур их сжижения. Количественно эта св язь, наприме р, явыражается формулойц = 71 - + 358 1 - , (В), (1)рЯ ГрПР Т 1 тгде Я выражено в см; р - Па; Т - К,Если давление в процессе измерения изменяется, но закономерностьего изменения известна, то это легкоучесть при измерении температуры поформуле Б,м = Бр р /р, если изменение р происходит в.нешироких пределах (0,5 й р/р2,0) . Здесь Бпробивное напряжение при данном давлении р; П м - измерительное пробивное напряжение, т.е. то напряжение,по которому определяется Т по градуировочной кривой, определенной приисходном давлении ро. Как правило,р, - атмосферное давление.Таким образом, по измеренному пробивному напряжению с помощью формул,аналогичных записанной, либо по градуировочным кривым определяется температура среды, Наибольшая точностьспособа достигается при равенстветемператур электродов и среды. Различие температур среды и электродовна 20-307. увеличивает погрешность визмерении температуры до 5-,10 Е. Дляповьппения точности следует пользоваться градуировочными кривыми П(Т), снятыми при различающихсятемпературах среды и электродов,Форма электродов должна быть такая, при которой в пробивном промежутке обеспечивается однородное иликвазиоднородное электрическое поле.В этом случае точность измерения выше и для определения температурыпригодна приведенная расчетная формула.,П р и и е р, Исследовали температурную зависимость пробивного напряжения 11 нагретого воздуха в диапазоне температур от 20 до 1700 С. Исследования велись в .разрядной камере, где электроды и газ имели одинаковую температуру, Оболочкой камеры служила керамическая труба из окиси алюминия, внутри которой располагали цилиндрические электроды, обеспечивающие однородное электрическое поле в разрядном промежутке. В качестве материала электродов испытывали нержавеющую сталь, латунь, Рй, ЕгО, МоЯ 1 , Нагрев осуществляли с помощью электрической печи сопротивления, вкоторую помещали камеру. Температуру газа в промежутке определяли термопарой. Измерения вели на постоянном токе. Скорость роста испытательного напряжения не превышала 1000 В/с,На фиг.2 по-разному обозначенными точками отмечены значения пробивных напряжений Б , полученные нри использовании электродов и различных материалов. Каждая точка на графике является следствием усреднения значений 11 для пяти и более пробоев.Установлено, что изменение напряжений пробоя П до температур 15о- 1500 С при всех йсследовавшихся ма-, териалах электродов подчиняется зависимости, известной для нормальной температуры и полученной при изменении давления воздуха; 20ц, =24,553 В+6,66 ДЯ, (кВ), (2)рТогде 3 = --- плотность воздуха, отр,Тнесенная к нормальным условиям (ро =1 013 ф 10 Па Т фф293 К);Т - абсолютная температура, К;р - давление газа, Па;Я - межэлектродное расстояние,см, 30 Изменение Б в соответствии с этой зависимостью показано на фиг,2 сплошными линиями, Наибольшее отклонение экспериментальных значений Б,р от рассчитываемых по (2) наблюдается воинтервале 400-700 С и составляет +57.о При температурах выше 1400-500 С начинается отклонение экспериментальных данных от расчетных.Формула из о б ре те ни яСпособ измерения температуры, заключающийся в том, что в контролируемой среде размещают два электрода, которые устанавливают на фиксированном расстоянии друг от друга, и между электродами, прикладывая к ним электрическое напряжение, создают электрическое поле, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью упрощения и расширения диапазона измеряемых температур, напряженность электрического поля увеличивают до возникновения электрического пробоя среды в промежутке между электродами и измеряют величину напряжения между электродами, при которой наступает электрический пробой, и по ней определяют температуру среды, при этом температуру электродов поддерживают меньшей или равндй ожидаемой температуре среды..4/ зводственно-полиграФическое предприятие,г.ужгород,ул,Проектная,4 34 Тираж 607 ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений 113035, Москва, Ж, Р Подписнокомитета СССРи открытийушская наб., д