Термоуровнемерная рейка смыслова

(51)5 С 01 Р 23/04, 23/22 ТСАНТЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТО МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ й ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-производс гвенное объединениепо автоэлектронике и автотракторномуэлектрооборудованию "Автоэлектроника"(56) Патент ФРГ йг 3520126,кл, С 01 Р 23/22, 1986.(57) Изобретение относится к измерительной технике, точнее к уровнемерным рейкам с термодатчиком Цель изобретения -повышение быстродействия В полости рейки - стержня 13 установлен термодатчик 1,содержащий термочувствительный элемент2 в виде терморезистора, снабженный радиатором в виде колпачка 4, перпендикулярно продольной оси стержня 13, введенэлектротеплоизолирующий корпус 6, охватывающий колпачок 4 с установленным17 Я внутри него термочувствительным элементом 2 (ТЭ) Кромки колпачка 4 и контактная поверхность ТЭ 2 установлены заподлицо с нижним основанием корпуса 6, образуя теплоотдающую поверхность Зн, расположенную перпендикулярно продольной оси стержня, При полном погружении термодатчика 1 в контролируемую жидкость ток питания нагревает ТЭ 2, но почти все тепло уходит в жидкость через начало вывода 7, через поверхность 3 в и колпачок 4 благодаря большому коэффициенту теплопередачи в жидкость. Поэтому нагрев ТЭ 2 незначителен, его сопротивление практически неизменно В момент отрыва жидкости от нижней плоскости корпуса 6 условия теплоотвода оезко ухудшаются, т к. теплопередача в воздух существенно меньше, чем в жидкость, поэтому перегрев ТЭ 2 резко возрастет, его сопротивление изменится скачкообразно, т,е. датчик сработает, выдавая информацию об уровне контролируемой жидкости 4 ил,ЮИзобретение относится к измерительной технике, точнее к уровнемерным рейкам с термодатчиком, служащим для определения достижения уровнем жидкости заданной высоты благодаря большей теплоотдаче мощности питания в жидкость, чем в воздух,Цель изобретения - повышение бьстродействия благодаря созданию условия ступенчатого изменения теплоотвода от термочувствительного элемента при отрыве уровня жидкости от датчика (и наоборот),На фиг, 1 изображена рабочая часть термоуровнемерной рейки, т е. участок закрепления термодатчика; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг, 3 - то же, вид сбоку; на фиг, 4 - пример закрепления нескольких термодатчиков.Термочувствительная рейка содержит термодатчик 1 с термочувствительным элементол в виде таблеточного терморезистора 2 с контактными поверхностями 3 на его торцах, выполненными в виде серебряного покрытия. Терморезистор 2 прикреплен, например припаян, верхней контактной поверхностью 3 к радиатору, выполненному в виде медного колпачка 4, От боковой поверхности терморезистсра 2 край колпачк= 4 изолирован слоем клея 5. увеличивающим поочность креп енин терморезисторд 2 в колпачке 4, Колпачок 4 закреплен в корпусе 6 в виде призмы из теплоэлектроизоляосд,на 1 рилер из полимера, привел кромка 4 кран колпачка 4, кролка 5 слоя кле., 5 и нару кныи (в данном случае нижний) вьвод 7, своим началом покрывающий поверхность 3 н, образующие теплсотдающую пс верхность выполнены эаподлицо с торцом 8 датчика, расположенным вдоль заданного уровня жидкости, От вирокого начала вывода 7 отходит узкая часть, которая проходиг сквоз, поорезь в крае колпачка 4 изолировано от него по торцу 8 и выходит на задною (на фиг, 1) сторону правого конца 9 п корпуса, образуя, например, пружинный контак 1 10. К краю колпачка 4 с другой стороны припдян Вьвод 11, котооый здкднчивдется также пружинным контактом 12. Термодатчик 1 вставлен в полость 13 рейки, образованной ее внутренней трубкой 14. в посадочное отверстие 5, расположенное перпендикулярно оси рейки, и закреплен известныл образом, например клеем. Посадочное отверстие 15 имеет вьрез 16 для предохранения от повреждения начала ьы. вода 7 при вдвигании термодатчика 1 в посадочное отверс-ие 15, Контакт 11прижимается к минусоаому проводу 17электроцепи, а контакт 12 - к плюсовому проводу 8 электроцепи. Все провода элек 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 троцепи, как и 17 и 18, закреплены наружной трубкой 19 или другими известным образом. Полость 11 открыта сверху и снизу для того, чтобь уровень жидкости в ней и вне ее находился на одной высоте.Термочувствительный элемент 2 может иметь различную конструкцию он может быть терморезистором с отрицательным или положительным ТКС, может быть фольговьм терморезистором, даже термобиметаллическим реле с подогревателем, расположенными в теплопроводном корпусе. Он должен иметь плоскость, через которую происходит отвод тепла от нагрева током питания, и она должна быть установлена вдоль заданного уровня, Для уменьшения погрешности от электропроводности жидкости торец 8 вместе с выводами 7 и 11 и их контактами 10 и 11, припаянными к прогодам 17 и 18, должны быть покрыты тонким слоем диэлектрика,Если необходимо определять достижение жидкостью нескольких заданных высот, могут быть сделаны варианты реек с несколькими термодатчиками, размещенными на заданных уровнях. Например, на фиг.4 показана рабочая асть рейки с тремя посадочны, отверстиями 15, 20 и 21 (без термодатчиков), Другие термодатчики отличаются от терлодатчика 1 только тем, что вывод 7 имеет контакт 10 на другой боковой грани, т.е, на правой по фиг. 2, причем 2-и термодатчик - нд прдвол конце 9 п, а 3-й термодатчик - нд левом конце 9 л, чобь они контактировали со своими плюсовыми проводами 22 и 23 Соединения контактов датчиков с проводами могут иметь другие известные конструкции и количество термодатчиков может быть увеличено.Если рейка работает в наклонном положении. то торец 8 датчика 1 устанавливается с соответствуюгцим наклоном к оси рейки, чтобы при рабочем положении он был горизонтдльным,Устройство работает следующим образом.Исходное положение; термодатчик 1 полностью утоплен в жидкости Ток питания нагревает терморезистор 2, чо почти все тепло уходит в жидкость через начало вывода 7, через поверхность Зв и колпачок 4 благодаря большому коэффициенту теплопередачи в жидкость, поэтому нагрев терморезистора 2 незначителен, его сопротивление практически неизменно, Уровень жидкости опустился, оголилась верхняя часть датчика 1, однако ничего не изменилось в картине тепловых потоков, ибо корпус 6 нетеплопроводен, сопротивление термореэистора 2 не изменилось. Уровеньпонижается далее, но ничего не изменяется, даже когда уровень стал ниже торца 8, ибо жидкость все еще поднимается до торца 8 за счет сил смачивания и условия теплоотвода остались неизменными. В тот момент, 5 когда жидкость оторвется от торца. условия теплоотвода резко ухудшаются, ибо тепло- передача в воздух существенно меньше, чем в жидкость, поэтому перегрев терморезистора 2 резко возрастет, его сопротивле ние изменится ступенчато, т,е, датчик срабатывает. Высота мениска при смачивании менее 1 мм, т.е. меньше погрешности термоуровнемерной рейки, поэтому он не учитывается. 15При повышении уровня снизу до термодатчика 1 тепловые процессы будут обратными, когда жидкосгь коснется хотя бы в одном месте торца 8, он сразу же будет смочен жидкостью полностью, теплоотдача 20 резко возрастет, температура терморезистора резко снизится, а сопротивление изменится ступенчато, т.е. датчик сработает. При несмачивающих жидкостях процессыостанутся практически такими же. Формула изобретения Термоуровнемерная рейка, содержащая полый стержень, на наружной поверхности которого выполнены окна, в которых расположен термодатчик с радиатором, термочувствительный элемент которого подсоединен своими контактными поверхностями к электроцепи, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения быстродействия, в нее введен электротеплоизолирующий корпус, установленный во внутренней полости стержня, в окнах которого расположены торцы корпуса, при этом корпус охватывает радиатор, выполненный в виде колпака, внутри которого установлен термочувствительный элемент, нижняя контактная поверхность которого расположена перпендикулярно продольной оси стержня и вместе с кромками колпачка установлена заподлицо с нижней поверхностью корпуса.1670419 15 Л г Составитель Н,МэраховскаяТехред М,Моргентал Корректор С.Черни Редактор А.Долинич Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2739 Тираж 405 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5