Устройство для измерения температуры нагрева тела

СООЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН а)4 С О К 11/06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВУ о СССР6,1977.ЕНИЯ У ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕ(46) 23.12.85. Бюл. У 47 (71) Институт проблем прочности АН УССР(56) Патент США Иф 3521489, кл. 0 01 К 11/06,.1970.Авторское свидетельств1 В 553480, кл. С О К 11(0 (54) УСТРОйстВО ДЛЯ ИЗМЕР ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА ТЕЛА ,(57) Изобретение позволяет повысит точность измерения температуры нагрева тела. Для этого плавкие элементы 1-6 установлены столбиком впорядке возрастания температуры пла 801200144 А,ления без зазора. По мере роста темпе. ратуры нагреваемого тела 15 верхний плавкий элемент 1, на который воздействует подгруженный индентор 7, переходит в жидкое состояние и торец ,индентора опускается на второй плавкий элемент к последовательно на все плавкие элементы в порядке их расположения.Перемещение индентора 7 пере дается через гибкую нить 5 на ре" гистратор 14, содержащий датчик пере" мещений и связанный с ннм записывающий элемент, и фиксируется в виде графика, представляющего собой диаг-. рамму ползучести цепочки плавких элементов, по которому судят обизменении температуры тела во времени. 4 ил.Изобретение относится к областиизмерения высоких температур иможет быть использовано, в частности, для определения режимов нагревана неподвижных деталях.Целью изобретения является повышение точности измерения.На:Фиг";1 показано предлагаемоеустройство, первый вариант, разрез А-Ана фиг.2 - то же,второй вариант,Фразрез Б-Б; на Фиг,3 - диаграмма ползучести столбика из плоских плавкихэлементов, помещенного внутрь нагреваемого тела и находящегося под воздействием нагруженного индентора;на фиг.4 - график зависимости температуры нагреваемого тела от времени,построенный на основе диаграммы ползучести,Устройство (первый вариант) содержит плавкие элементы 1 - б в видедисков со срезанными на диаметрально противоположных сторонах секторами, установленные столбиком вдольвертикальной оси в порядке возрастания их температур плавления сверхувниз без зазоров между соседнимиплавкими элементайи с общей оРиентацией по срезам, индентор 7 цилинд-,рической формы из тугоплавкого мате- .риала, напгимер карбида вольфрама,установленный своим плоским торцомна верхнем плавком элементе 1, груз8, установленный на.инденторе ижестко с ним соединенный, индуктивный датчик перемещений, содержащийкатушку 9 и подвижный сердечник 10,гибкую нить 11, соединенную с грузом 8 и опирающуюся на поворотныеблоки 12, противовес 13, обеспечивающий натяжение гибкой нити 11,регистрирующий прибор 14 например, потенциометр КСП), вход которого соединен с катушкой 9 датчикаперемещений. Величину груза 8 (сучетом противовеса 13) выбирают израсчета создания со стороны индентора минимального напряжения сжатияна плавкие элементы 1-б, но достаточного для преодоления поверхностно-го натяжения расплавленного элементау которого оно имеет наибольшую величину.1В теле 5, подвергаемом нагреву,,выполняют сверлением вертикальнуюцилшщрическую полость 16 с диаметром, равным наибольшему размеруплавких элементов 1-б,и глубиной,. превышающей длину столбикаплавких.элементов 1-6, и как ее продолжение,цилиндрическую полость 7 меньшегодиаметра, емкостью не меньшей, чемобъем столбика плавких элементов1-6. В. полость 16 помещают пластину 18, выполненную из тугоплавкогоматериала, например карбида гафния,той же формы и размеров, что и плав кие элементы, на которой устанавливают столбик плавких элементов 1-6.За счет срезанных секторов плавкихэлементов между боковой поверхностьюполости 16 и столбиком плавких эле ментов 1-6 образуются два зазора 19.На верхнем плавком элементе 1 устанавливают плоским торцом индентор 7с грузом 8 и производят сборку устройства.20Устройство по первому вариантуработает следующим образом.С началом нагрева тела 15 включают регистрирующий прибор 4, который начинает отсчет времени. Принагреве тела 15 нагреваются и плавкие элементы 1-6, находящиеся поддействием сжимающей нагрузки индентора 7 с грузом 8.ЗОПо мере роста температуры тела 15верхний плавкий элемент 1, на который в данное время воздействуютиндентором 7, переходит из твердого в твердожидкое состояние ( состояние горячеломкости), индентор 7 продвисгается внутрь верхнего плавкого эле"мента 1 и после перехода элемента 1в жидкое состояние опускается своимторцом на второй плавкий элемент 2,находящийся в это время в твердомсостоянии. и останавливается, вытесняя расплав верхнего плавкого элемента 1 в зазоры 19. Расплав верхнегоплавкого элемента 1 стекает в полость 17. Момент остановки индентора 7. соответствует достижениюнагреваемым телом температуры плавления первого элемента 1. В дальнейшем на все плавкие элементы последовательно, в порядке их расположе О ния, воздействуют индентором 7. Перемещение индентора 7 через гибкуюнить 5 передается на датчик перемещений и фиксируется регистрирующимустройством в виде графика переме щения индентора 7 во временифиг.З), который представляет собойдиаграмму ползучести цепочки плавких элементов 1-6.3 1Точки перегиба кривой диаграммыползучести Тщ Т .и т.д. соответствуют температурам плавленияпервого и второго и т,д. плавкихэлементов и отражают температурунагреваемого тела 15 в соответствующие моменты времени, фиксируемыепо горизонтальной оси диаграммы ползучести столбика плавких элементов.По полученной диаграмме ползучес-.ти определяют режим нагрева тела 15изменение температуры нагреваемоготела во времени.Диаграмма ползучести дает возможность построить кривую ростатемпературы нагреваемого тела 15 вовремени 1 фиг.4 с высокой степеньюточности.Устройство (второй вариант) содер.жит плавкие элементы 20-25 в видедисков со срезанными на диаметрально противоположных сторонах секторами, установленные столбиком без зазором между соседними плавкимиэлементами 20-25 в порядке возрастания их температур плавления, стопорную шайбу 26 из тугоплавкого материала той же формы, что.и плавкиеэлементы 20-25,размещенную со стороны наиболее тугоплавкого элемен;та 25, причем плавкие элементы 20-25 и стопорная .шайба 26 имеютобщую ориентацию но срезам.Нагружающее устройство, включающее плоский индентор 27 в виде дискасо срезанньмй на диаметрально проти-воположных сторонах секторами изтугоплавкого материала, напримеркарбида вольфрама, закрепленный ввершине проволочной петли 28 извольфрама вытянутой вдоль оси стол бика плавких элементов и охватывающейвсе плавкие элементы 20-25 и стопорную шайбу 26 по их боковым срезам,причем индентор 27 размещен со стороны элемента 20 с наименьшей темпе"ратурой плавления; гибкую нить 29,укрепленную на поворотных роликах30, и груз 31, подвешенный на гибкойнити 29, индуктивный датчик перемещений,содержащий катушку 32 и подвижный сердечник 33, включенный вразрез гибкой нити 28, и регистрирующий прибор 34, вход которогосоединен с катушкой 32 индуктивногодатчика перемещений,1Величину груза 31 выбирают из .расчете создания минимального напря-; 200144 4жения сжатия индентором 27 плавкихэлементов 20-25 при условии преодоления поверхностного натяжения расплавов всех плавкнх элементов при температурах их плавления.В теле 35, подвергаемом нагреву,выполняют цилиндрическую полость 36диаметром, равным наибольшему размеру плавких элементов 20-25 и глу О биной, превышающей суммарную длинустолбика плавких элементов 20-25 со. стопорной шайбой 26 и индентором27, и помещают в нее проволочнуюпетлю 28 с закрепленным в ее вершине 15 индентором 27, на котором установленстолбик плавких элементов 20-25 состопорной шайбой 26, которую устанавливают в цилиндрической полости36 с натягом удерживая столбик 20 плавких элементов 20-25 перемещенияпод действием груза 31, Под действием груза 31 проволочная петля 28прижимает,индентор 27 к ближайшему:к нему плавкому элементу 20.25 Устройство по второму вариантуработает следующим образом.С началом нагрева тела 35 включают регистратор 34, который начи. нает отсчет времени. При нагреве те.ла 35 нагреваются и плавкие элементы 20-25, находящиеся под действием сжимающей нагрузки со стороныиндентора 27. По мере роста температуры тела 34 плавкий элемент 20,на который в данное время воздействуют индентором 27, переходит изтвердого в твердожидкое состояние(состояние горячеломкости, индентор 27 продвигается под действиемгруза 31 внутрь плавкого элемента20 и после перехода последнего в жидкое состояние останавливается передплавким элементом 21, имеющим большую температуру плавления, вытесняярасплав предыдущего плавкого эле 1 мента в полость 36, Момент остановки индентора 27 соответствует достижению нагреваемым телом температурыплавления первого элемента 20.Г50 В дальнейшем на все плавкие элементы 20-25 последовательно, в порядке их расположения в столбик, воздействуют нагруженным нндентором изаписывают перемещение ипдентора во 55 времени в виде диаграммы ползучестивсей цепочки плавких элементов, По.точкам перегиба кривой диаграммы144 формула изобретения 5 200 ратуру нагреваемого тела 35 в соответствующие моменты времени, т,е.определяют режим нагрева тела,Устройство для измерения температуры нагрева тела, содержащее ряд плавких элементов, установленных в порядке возрастания температуры плав. 10 ления, нагружаемый элемент и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с ятем,что, с целью повьшения точности измерения, плавкие элементы установлены без зазора, а нагружающий элементвыполнен в виде подгруженного индентора и плоским торцом установлен наверхнем плавком элементе, при этомрегистратор состоит из датчика перемещения и связанного с ним записывающего элемента, причем противоположный торец индентора соединенгибкой связью с подвижным элементомдатчика перемещения.20044 ГСФ Заказ 7857)47 Тираж .896 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауаская наб., д Ф Г