Способ измерения температуры вращающихся тел

Номер патента: 1649307

Авторы: Гурьянов, Карпенко, Пасечник, Ярошенко

ZIP архив

Текст

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАЮЩИХСЯ ТЕЛ(57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерения температуры вращающихся тел. Способ осуществляется с использованием размещаемых в одном корпусе термопреобразователя двух идентичных датчиков теплового потока и нагревателей. Корпус выполняют из высокотеплопроводного материала, Датчики теплового потока располагают в непосредственной близости у вращающегося тела на разных расстояниях от него. В процессе измерения непрерывно отслеживают разность выходных сигналов датчиков теплового потока, изменяя температуру корпуса. Регистрацию температуры корпус а, которую при ним ают за температуру вращающегося тела, осуществляют в момент равенства нулю разности выходных сигналов датчиков теплового потока. 6 ил. Карпенкоошенко Изобрете технике и м зовано для роликов, ба вращающих рованными различных о мометр сопротивленидентичных датчикатока и нагреватели 4,общего корпуса 5 с6 и 7. Корпус 5 выппроводного материалаповерхность, обращентелу, зачернена.Каждый из датчиковпотока представляет сференциальных гальванментов, изготовленныхпроволоки 8, спирально низоляционного материаламида, с медным. покрычески осажденным на чапроволоки 8 так, чтоэтом спаи 11 и 12 термогаются по середине шири ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт технической теплофизики АНУССР(56) Патент Японии51 в 19,кл, б О 1 К 13/08, опублик. 1976.Геращенко О. А. и др. Устройство дляизмерения температуры движущихся поверхностей. - Заводская лаборатория, 1977,вып. 43,1, с, 55 - 56,ние относится к измерительнои ожет быть эффективно испольизмерения температуры валков, рабанов, каландров и других ся тел, в том числе и с поли- зеркальными поверхностями, в траслях промышленности.Цель изобретения - повышение точности измерения,На фиг. 1 показана конструкция тепло;риемной части устройства, реализующего предложенный способ, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - конструкция датчиков теплового потока; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4; на фиг. 6 - электрическая блок-схема устройства.Теплоприемная часть устройства содержит термопреобразовател 1, например терия или термопара, два 2 и 3 теплового по- размещенные в пазахпомощью заглушек олнен из высокотепло, например меди, и его ная к вращающемуся 2 и 3 теплового обой батарею дифических термоэлеиз константановой авитой на ленту 9 из а, например политием 1 О, гальванисти константановой образованные при элементов располаны ленты 9 и на ееторце. Оба датчика 2 и 3 теплового потока. установлены в пазах корпуса 5 с зазорами 13 и 14 так, что термоэлектроды батареи на торцах ленты 9 имеют тепловую связь с корпусом 5, а спаи 11 термоэлементов удалены от места этой тепловой связи на половину ширины ленты 9. Корпус 5 связан с кронштейном (не показан) через теплоизоляционный элемент 15.Электрическая блок-схема устройства включает в себя усилитель 16, к входам которого встречно подключены датчики 2 и 3 теплового потока, два компаратора 17 и 18, подключенные к выходу усилителя 16, логическую схему 9 совпадения, два входа которой подключены к выходам компараторов 17 и 18, управляемый индикатор 20, первый вход которого через измерительный усилител ь 21 подключен к тер мои реобразовател ю 1, а его второй вход соединен с выходом логической схемы 19 совпадения, усилитель 22 тока, вход которого соединен с выходом усилителя 16, а его выход через управляемый ключ 23 связан с нагревателями 4. Управляющий вход ключа 23 связан с выходом компаратора 18.Способ осуществляется следующим образом.Теплоприемную часть устройства устанавливают датчиками 2 и 3 теплового потока напротив вращающегося цилиндрического тела (фиг. 1 - 3), обеспечивая между телом и корпусом 5 воздушный зазор величиной ба между телом и дагчиками 2 и 3 теплового потока воздушные зазоры величиной 6 и 6 соответствснно. При этом вначале температура Тк корпуса, близка к температуре Тс окружающей сре ы и, следо вательно, отличается от температуры Т вращающегося цилиндрического тела Это обеспечивает теплообмен последнего с и рпусом 5 через зазор ои с датчиками 2 и 3 теплового потока через зазоры 6 и б Такой теплообмен осуществляется теплопровбдностью, конвекцией и излучением. Так как 6(6 и Т(Т, то приемные поверхности датчиков 2 и 3 теплового потока приобретут разные температуры Т и Т, и, следовательно, будут различны и тепловые потоки д и д, проходящие через датчики 2 и 3 теплового потока соответственно.Разностный выходной сигнал датчиков 2 и 3 теплового потока усиливается усилителем 6 и поступает на компараторы 17 и 18, где сравнивается с опорными напряжениями +Ура и -Уоп, близкими к нулю. Если выходной сигнал усилителя 16 превышает опорное напряжение +Ов, то выход компаратора 17 закрыт, при этом выходной сигнал усилителя 16, усиленный в усилителе 22 тока, поступает через открытый ключ 23 на нагреватели 4. Ключ 23 управляется компаратором 18, выход которого в данном случае открыт, так как выходной сигнал усилителя 16, поступающий на вход 5 10 15 20 25 30 35 4 Г) 45 50 55 компаратора 18, превышает уровень его опорного напряжения-Уол. Рассеиваемая в нагревателях 4 электрическая мощность вызывает повышение температуры корпуса 5 и, следовательно, уменьшение разностного выходного сигнала датчиков 2 и 3 теплового потока и выходного сигнала усилителя 16. При снижении выходного сигнала усилителя 16 до уровня опорного напряжения +Ооп и менее открывается выход компаратора 17. Если выходной сигнал усилителя 16 находится в пределах опорных напряжений +(/оп и -Род, то он близок к нулю и логическая схема 19 совпадения, воздействуя на вход управляемого индикатора 20, разрешает регистрацию усиленного в измерительном усилителе 21 выходного сигнала термопреобразователя 1, пропорционального температуре корпуса 5, а следовательно, искомой температуре вращающегося тела То.При перегреве корпуса 5 выше искомой температуры То выходной сигнал усилителя 16 снижается ниже уровня опорного напряжения -Цщ. Тогда выход компаратора 8 закрывается, ключ 23 размыкается и прекращается регистрация выходного сигнала измерительного усилителя 21 в индикаторе 20. П ри этом одновременно отключаются нагреватели 4 и корпус 5 охлаждается в результате естественного теплообмена с окружающей средой до тех пор, пока выходной сигнал усилителя 16 не превысит уровня опорного напряжения -(/ой. В этом случае компаратор 18 вновь открывается и логическая схема 19 совпадения снова разрешает регистрацию усиленного выходного сигнала термопреобразователяи т.д,Таким образом, регулировкой температуры корпуса 5 в устройстве обеспечивается автоматическое поддержание равенства тепловых потоков, измеряемых датчиками 2 и 3, при котором температура корпуса 5 с достаточно высокой точностью совпашет с искомой температурой вращающегося п.ла.Высокая степень черноты поверхности корпуса 5, участвующей в теплообмене с вращающимся телом, и увеличение ее площади снижают влияние на результат измерения излучения сторонних источников, отраженного от поверхности вращающегося тела. Эти отражения поглощаются поверхностью корпуса 5 и до датчиков 2 и 3 теплового потока практически не доходят. Кроме того, в силу незначительного влияния теплообмена излучением на формирование тепловых потоков д, и д, поверхности датчиков 2 и 3 теплового потока могут быть выполнены с малыми степенями черноты, например менее 0,1 - 0,2.Учитывая, что температура среды в воздушных зазорах формируется вследствие теплообмена воздуха с поверхностью корпуса 5, целесообразно. датчики теплового по 649307тока на корпусе 5 разместить так, чтобы до встречи с поверхностью датчиков пограничный слой воздуха, вращающийся вместе с телом, контактировал с большей поверхностью корпуса 5, чем при выходе его из контакта с поверхностью датчиков (фиг. 2).Предлагаемый способ исключает погрешность измерения, вызванную отличием тепловых потоков, проходящих через датчики теплового потока, от тепловых потоков между их поверхностью и поверхностью 10 вращающегося тела, которое в свою очередь связано с влиянием окружающей среды (воздуха), охлаждением или перегревом ближайших к датчикам теплового потока слоев воздуха в зазоре. Кроме того, повышается помехозащищенность, так как сигнал помехи одинаково воздействует на идентичные датчики теплового потока и взаимно уничтожается при отслеживании;х разностного выходного сигнала.Форму,га изобретения 20Способ измерения температуры вращающихся тел, заключающийся в размещении на корпусе термопреобразователя датчика теплового потока с воздушным зазором между ним и вращающимся телом, величина которого не превышает толщины пограничного слоя воздуха, нагреве или охлаждении кор пуса термоп реобра зоват ел я и регистрации температуры корпуса термопреобразователя, отличающийся тем, что, с ггелью повышения точности, на корпусе термопреобразователя размещают идентичный первому дополнительный датчик теплового потока с воздушным зазором между ним и вращающимся телом, величина которого больше величины воздушного зазора для первого датчика теплового потока, контролируют разность выходных сигналов датчиков теплового потока, а нагрев или охлаждение корпуса термопреобразователя осуществляют до момента равенства нулю разности выходных сигналов датчиков теплового потока и в указанный момент регистрируют температуру корпуса термопреобразователя, которую принимают за температуру вращающегося тела.+бопСоставитель В. ГолубевРедактор С. Лисина Техред А. Кравчук Корректор А. ОбручарЗаказ 1514 Тираж 392 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откргятпям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 415Производственно. издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Смотреть

Заявка

4612502, 02.12.1988

ИНСТИТУТ ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕПЛОФИЗИКИ АН УССР

ГУРЬЯНОВ ЛЕОНИД ВИКТОРОВИЧ, КАРПЕНКО ВАСИЛИЙ ГРИГОРЬЕВИЧ, ПАСЕЧНИК ВЛАДИМИР ЭМАНУИЛОВИЧ, ЯРОШЕНКО ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01K 13/08

Метки: вращающихся, тел, температуры

Опубликовано: 15.05.1991

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-1649307-sposob-izmereniya-temperatury-vrashhayushhikhsya-tel.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ измерения температуры вращающихся тел</a>

Похожие патенты