Устройство для измерения температуры поверхности

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 550 б 9 А 1 К 1/14,001 К 7/ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТО МУ СВИДЕТЕЛЬСТ Я ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМОСТИ носится к именно к пературы ользования жена область го помощью у вертикаль(21) 4827974/10(56) Авторское свидетельство СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛПЕРАТУРЫ ПОВЕРХН Изобретение от температурным измерениям, а устройствам для измерения тем поверхности объектов,Известна поверхностная термопара, содержащая корпус с расположенным внутри спаем и термоэлектродными проводами, которые обеспечивают возможность измерения температур в труднодоступных местах, корпус выполнен в виде неподвижнОй и поворотной головок, шарнирно соединенных между собой, причем поворотная головка термопары снабжена при этом приводом, а спай термопары - коллекторной пластиной, связанной с поворотной головкой шарни- ром Недостатком известного устройства является использование коллекторной пластины, приводящей к отсутствию надежного теплового контакта с шероховатой и криво(57) Сущность изобретения; в корпусе, вы полненном в виде двух коаксиальных трубок, размещен подпружиненный термопреобразователь (например, терморезистор). В зазоре между трубками установлен поршень в виде полого цилиндра, снабженный поводком, который пропущен через паз во внешней трубке корпуса и соединен со штоком поршня. Зазор между трубками под поршнем заполнен вязкой теплопроводной смазкой, Корпус снабжен тремя упорами с наконечниками из материала с низким коэффициентом трения. С помощью гайки, установленной на корпусе,брегулируется усилие прижатия термопреоразователя к поверхности. 2 ил,линейной поверхностями и снижению точности и скорости измерения.Известно устройство для измерения температуры, содержащее корпус с полостью, заполненной теплопроводящей сре- Л дой, в которой установлена термопара: она СЛ снабжено поплавком, размещенным в поло- С,) сти, а полость выполнена открытой сверху, 0 при этом суммарный объем поплавка и тер- ) мопроводящей среды должен быть не менее объема полости, а габаритные размеры не должны превышать габаритные размеры полости; термоэлектроды термопары установлены на уровне верхнего торца полости и соединены медной вставкой, а в качестве теплопроводящей среды использован сплав Вуда.Однако вследствие испсплава Вуда существенно суприменения устройства, с енельзя измерять температурных, наклонных и горизонтальных поверхностей сверху,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения температуры поверхности, содержащее подпружиненный термопреобразователь, рэзмещеннйй в корпусе, снаб- женном опорами для измерения температуры объектов различной кривизны. Термопреобразователь установлен в упругих втулках, одна из которых размещена в корпусе, а во второй втулке, снабженной гайкой, закреплены опоры, койтактирующве с торцом гайки и имеющие наконечники из материала с низким коэффициентом трения.Однако такое устройство не обеспечивает стабильного теплового контакта с поверхностями различной кривизны, что приводит к снижению точности измерения. Это подтверждается тем, чтотепловой контэкттермопреобразователя с поверхностью осуществляется в одной точке, а не по всей чувствительной площади термопреобразователя, В результате такого размера получаемые значения являютсятемпературой, в которую входят две составляющие: температура поверхности и температура воздуха в пограничном слое у поверхности,Кроме того, в известном устройстве повышается инерционность измерений, так как контакт термочувствительного датчика с исследуемой поверхностью осуществляется через радиатор, а он имеет некоторую теплоемкость, и формирование значения температуры замедляется. Результатом замера является среднеинтегральная температура по площвди радиатора, прилегающего к исследуемой поверхности; при этом в случае неоднородного температурного поля, например когда под исследуемой поверхностью находится точечный (в сечении) источник тепла, усреднение по площади дает существенную для исследования ошибку; при сравнительно большой поверхности радиатора невозможно плотно прижать его к измеряемой шероховатой поверхности, а оставшиеся микроскопические полости воздуха оказывают влияние йа передачу тепла от измеряемой поверхности к радиатору; форма радиатора должна соответствовать форме йсследуемой-йоверхйости,Цель изобретения - устранение указанных вышенедостатков, а именно - повышение точности измерения температуры поверхности.Поставленная цель. достигается тем, что в известное устройство для измерения температуры, содержащееподпружиненный термопреобрэзователь, размещенный в 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 корпусе, выполненном в виде двух коаксиальных трубок и снабженном опорами, в него введен поршень со штоком, выполненный в виде полого цилиндра, установленного в зазоре между трубками и снабженного поводком, соединенным со штоком и пропущенным через паз, выполненный во внешней трубке корпуса, а зазор между трубками под поршнем заполнен вязкой теплопроводной смазкой,Преимущества предлагаемого устройства для измерения температуры заключаются в следующем. Температура поверхности измеряется в точке, при этом вязкая термопроводящая смазка, обволакивая головку термопреобразователя малого диаметра, обеспечивает надежный тепловой контакт датчика с, исследуемой поверхностью, так как теплообмен между головкой датчика и окружающей устройство средой отсутствует. Таким образом достигается повышение точности измерения, Предлагаемое устройство является универсальным с точки зрения формы и шероховатости исследуемых им поверхностей, так как температура измеряется в точке поверхности. В устройстве обеспечивается непосредственный контакт головки термопреобраэователя с измеряемой поверхностью в точке, что способствует снижению инерционности,На фиг. 1 показано устройство для измерения температуры поверхности; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1,Устройство для измерения температуры поверхности содержит термоэлектрический датчик 1 (например, микттермореэистор МТМ), предназначенный для образования температуры в электрический сигнал. Датчик 1 закреплен в конусе 2 (изготовленном, например, из пластмассы) для предохранения датчика 1 от механических повреждений. Корпус 3 (например, из пластмассы) представляет собой трубку, несущую остальные узлы и части устройства, Датчик 1 и конус 2 закреплены на конце внутренней трубки 4 (например, пластмассовой), являющейся полостью для пропускания проводов датчика 1 к контрольно-измерительному прибору. Кольцевой зазор, составленный трубками 3 и 4 в нижней его части заполнен полужидкой термопроводящей смазкой 5 (например, циани- тоМ И 201), Для заполнения кольцевого зазора смазкой 5 во внешней трубке 3 усвоено резьбовое соединение 6. Смазка 5 подается на головку датчика 1 перемещением поршня 7(изготовленного, например, из металла), приводимого в движение поводком 17 путем нажатия кнопки 18, Причем, перемещение штанги ограничивается пазом 19,в котором расположен выступ поршня 15, Гайка 8, расположенная на корпусе 3, служит для регулирования силы сжатия пружины 9, которая упираясь в гильзу 10 (например, иэ металла), регулирует усилие прижатия датчика 1 к поверхности измерения. На гильзе 10 расположена кнопка 14, при нажатии на которую, воздействуя на пружину 13, можно обеспечить поступательное движение к измеряемой поверхности корпуса 3, 4 датчика 1, Свободный ход ограничивается упором 12, В пластине 11 закреплены упоры 15 не менее трех, с наконечниками иэ материала с низким коэффициентом трения) для фиксирования устройства на измеряемой поверхности.Устройство работает следующим образом,Устройство устанавливается на исследуемую поверхность на упоры 16, При нажатии на кнопку 14 весь корпус, в том числе внешняя 3 и внутренняя 4 трубки, гильза 10, опускается к исследуемой поверхности до касания ее термоэлектрическим датчиком 1, При этом сжимается пружина 13. При дальнейшем нажатии кнопки 14 до упора 12 гильза 10 продолжает опускаться к исследуемой поверхности, При этом сжимается пружина 9, которая прижимает датчик 1 к исследуемой поверхности. Величину силы сжатия пружины 9 можно регулировать при помощи гайки 8, После установления датчика 1, удерживая кнопку 14 в нижнем положении до упора 12, нажимая на наконечник 18, поводок 17 через выступ 15 в пазу внешнего корпуса 19 двигает поршень 7 по направлению к исследуемой поверхности, При этом происходит выдавливание малого количества термопроводящей полужидкой смазки 5 через отверстие 20 на место уста новки датчика 1, Как вариант, возможнопредварительное выдавливание малого количества смазки для улучшения теплового контакта. Заправка датчика 1 смазкой 5 осуществляется съемом части внешнего корпу са 3 посредством резьбового соединения 6и наполнителя. отделенной части. В целом устройство позволяет достичьболее точного и быстрого измерения темпе ратуры горизонтальной, вертикальной, наклонной поверхностей и потолка.Инерционность датчика снижается в 2,5 раза. Точность измерений повышается на 37.40 О по сравнению с известным.20Формула изобретения Устройство для измерения температурыповерхности, содержащее подпружиненный термопреобраэователь, размещенный 25 в корпусе, выполненном в виде двух коаксиальных трубок и снабженном опорами, . о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности измерения, в него введен поршень со штоком; выполненный в ви де полого цилиндра, установленного взазоре между трубкамии снабженного поводком, соединенным Со штоком и пропущенным через паз, образованный во внешней трубке корпуса, а зазор между 35 трубками под поршнем заполнен .вязкойтеплопроводной смазкой.1755069 Составитель Н. Соловьеваедактор Л. Веселовская Техред М,Моргентал . Карре лко Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 2883 Тираж . ПодписноеИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5