Устройство для измерения температуры

(51)5 6 0 ЕНИ СПИ БР К АВТ(56) Авторское свиЬ 267232, кл. 6 0Авторское свиЬВ 266269;кл 60 М%46ьскохозяйственн тся й ржит . плен- ежду плен ны в изо- ружи ич, И,П,Дерем детельство СССР К 5/62, 1969.детельство СССР К 5/62, 1969,с ГОСУДАРСТВЕННОЕ. ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ Изобретение относится к области контрольно-измерйтельной техники и может бь 1 ть использовано при контроле температуры во время ранения сельскохозяйственной продукция. а также для измеренйя и регулирования температуры в.помещениях.Известны способы построения биме таллических переключателей,при .которых. биметаллическая пластина или спираль закрепляется оджм концом на опоре, а на втором конце имеется контакт, размещенный между двумя неподвижными контактами.Недостатками таких устройств являются наличие контактов. что снижает надежность устройства, а также невозможность измерения температуры за границами заданного температурного диапазона.Известны также устройства; в которых задача контрсля температуоь 1 решается с помощью оптических средств, Так. в устройстве выполнен бесконтактный сигнализатор, состоящий из лампочки и фотосопротив ения, размещенных друг напротив друга, Световой поток от лампочки(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРАТУРЫ(57) Использование: изобретение относ к контрольно-измерительной технике. ность изобретения: устройство соде две биметаллические спирали, закре ные на общей металлической оси. М внешними концами спиралей закре светодиод, Фотоприемники установле наружных углах коробчэтйх экранов, гнутых по дуге и установленных сна пиралей, 3 ил. фцпри заданном значении измеряемой температуры перекрывается стрелкой измерительного прибора, При такой конструкции недостатком является ограничение движе-, нйя стрелки т.к. в противном случае луч све та повторно попадал бы на фотосопротивление, что привело бы к неправильнойй работе устройства.Наиболее близким по технйческой сущ-3ности к"предлагаемомуустройству являетсяСО термометр, содержащий биметаллическую а спираль, жестко закрепленную внешним (Л концом. Внутренний конец спирали крепит- (Л ся к стержню на растяжках, к которому прикреплен диск с нанесенными кодовыми;дорожками. данные которых считываются с., помощью бесконтактных датчиков. Средипризнаков прототипа, совпадающих с признаками предлагаемогоустройства следует назвать наличие биметаллической спирали и бесконтактный принцип передачи информации. Недостатком устройства прототипа является необходимость построения сложной электрической схемы для расшифровки кодовых данных бесконтактных датчиков и5 10 15 20 30 40 45 50 55 ревэения задач регулирования температуры и сигнализации, Кроме того, в устройстве прототипа имеется сравнительно массивный диск, громоздкая конструкция, что может привести к ее механическим повреждениям в условиях тряски, вибрации или ударов.Целью изобретения является повышение надежности устройства;Цель достигаетбя тем", ч,го в устройстведля измерения тдмпаратурй, содержащем корпус, шкалу и основную биметаллическую спираль, один конец которой жестко закреплен, а втооой снабжен бесконтактным преобразователем его перемещений, установлены дополнительная биметаллическая спираль, размещенная соосно с основной биметаллической спиралью, две металлические цилиндрические стойки, соединенные торцами через введенную изоляционную вставку, четыре экрана, два из которых выпрлнены в виде коробов, изогнутых по дуге, третий - в виде металлической зачерненной пластины, а четвертый в виде кольца, крышка,выполненная с прорезью напротив шкалы и установленная на открытом торце корпуса, выполненного металлическим и зачерненйым изнутри, и два соосных поворотных диска, на которых закреплены короба,размещенные снаружи спиралей по окружности с центром на их оси, при этом бесконтактный преобразователь выполнен в виде источника излучения, в качестве которого использован светодиод, и двух приемников светового излучения, размещенных в смежных наружных углах коробов, основная биметаллическая спираль закреплена внутренним концом на одной из стоек, а на другой закреплен внутренний конец дополнительной спирали, внешние концы которых соединены через последовательно закрепленные на них пластину и светодиод, размещенный на уровне горизонтальных плоскостей коробов, при этом внутри корпуса напротив прорези в крьэшке установленкольцевой экран, изогнутьэй в сторону от центра корпуса.Приведенная совокупность существенных признаков. а именно: установка миниатюрного светодиода на концах двух биметаллических спиралей, являющихся также токоподводами. и размещение свето- приемников в глубине изогнутых поворотных коробов, позволила решить задачу уменьшения веса подвижньэх частей, повышения уйаровибротряскопрочности и тем самым повышения надежности устройства,На фиг. 1 представлена конструкция ус-трг,ства, где имеется фронтальная проекция углева го снятой крьэшкой) и профильная проекция (с разрезом по А-А). При этом обозначены позиции; 1 - ,металлический корпус, 2 - приливы внутри корпуса для крепления пластмассовой крышки 3, 4 - металлическая подкладка крышки 3, 5 - дугообразная прорезь в подкладке 4, 6 - кольцевой экран, 7,9 - первая и вторая цилиндрические стойки, 8 - изоляционная вставка, 10, 11 - основная и дополнительная биметаллические спирали, 12 - источник светового излучения (светодиод), 13 - стрелка на концах биметаллических спиралей, 14 - пластинчатый экран, 15 - пружинная крестовина, 16,.17 - поворотные диски соответственно меньшего и большего диаметров, 18,19 - первый и второй экраны в виде коробов, 20,21 - первый и второй приемники светового излучения, 22,23 - стрелки установки нижней и верхней границ температурного диапазона.На фиг, 2 приведена часть конструкции для пояснения расположения приемников светового излучения внутри экранов, На этом позиции соответствуют обозначениям на фиг, 1. Кроме того, дополнительно введены следующие обозначения; 24,25 - смежные торцовые стенки экранов 18 и 19, 26,27 - открытые внутренние стороны этих экранов. На фиг. 3 показаны пути прохождения световых лучей от источника 12, укреплен ного на концах спиралей 10 и 11, внутрь экранов 18 и 19 в четырех положениях: а) -когда измеряемая температура меньше35 нижней границы температурного диапазона; б) - когда измеряемая температура.находится впределах заданного температурного диапазона; в) - когда измеряемая температура выше нормы; г) - когда задан широкий температурный диапазон.Часть позиций на фиг, 3 совпадает с теми, что имеются на фиг, 1 и фиг, 2, Дополнительно обозначены следующие позиции:28 - луч света от источника 12 к приемникусветового излучения 20 на фиг, За,29-теневой участок за счет торцовой.стенки 25 экрана 19 на фиг, За,30-теневой участок эа счет пластинчатого экрана 14 на фиг. За-г,31-теневой участок эа счет торцовойстенки 24 экрана 18 на фиг. Зб.32-луч света от источника излучения 12к приемнику светового излучения 21 на фиг,Зв.33-луч от источника 12 к приемнику светового излучения 20 на фиг, Зг.Как следует из фиг, 1, устройство состо.ит иэ металлического, например. силуминового корпуса 1 с приливами" .для крегэленияс помощью вглнтов прозрачной ппагэ массо.1781559 5 6вои крышки 3 совместно с металлической единенному с металлической подкладкой 4, подкладкой 4, в которой выполнена вдоль изолированной от кори са 1и ратур дугообразная прорезь 5, пластмассовой крышки 3, первой цилиндриприкрытая кольцевым экраном 6, В центре ческой стойке 7, первой биметаллической крышки 3 с помощью винта закреплена пер спирали 10, второй биметаллической спиравая цилиндрическая стойка 7. На ее другом . ли 11 и проводнику; соединенному со втоторце через изоляционную вставку 8 укреп- рой цилиндрической стойкой 9.лена вторая цилиндрическая стойка 9, К Проводники, соединенные с источником и обоим стойкам 7 и 9 припаяны соответст- приемниками светового излучения проховенно внутренними концами первая 10 и 10 дятчерез отверстие вофланцах поворотных вторая 11 биметаллические спирали, а меж- дисков 16 и 17 (на фиг. 1 проводники не ду их внешними концами припаян вывода- показаны).ми источник светового излучения 12, - На фиг, 2 изображены два ко бчр р,.светодиод типа ЗЛ 103 А; экрана 18 и 19 с расположеннымивнутри ЗЛ 109 Пили АЛ 101 А (миниатюрные, то приемниками светового излучения,в крышчечные, с минимальными потребляемой ках коробчастых экранов 18 и 19 сделаны мощностью и весом, с большим углом,диаг- вырывы. Показан также источник светового . раммы направленности излучения) излучения 12, припаянный выводами к конВ месте припайки светодиода 12 к би- цам биметаллических спиралей 10 и 11 и металлической спирали 10 припаяна изо пластинчастый экран 14, в которо с .гн тая т лкотором сделанут с релка 13, огибающая край вырыв для видимого изображения источникольцевого экрана 6 и которая видна через ка 12 и крепления пластинчастого экрана 14 прозрачную пластмассовую крышку 3 и ду- к первой биметаллической спирали 10. На гообразную прорезь 5 в металлической под- краях экранов показаны стрелки 22 и 23 кладке 4. Там же к биметаллической 25 установки нижней и верхней граництемпе- .спирали 11 припаян зачерненный с обеих ратурного диапазона, Кроме того, цифрами сторон пластинчатый экран 14, расположен и 25 отмечены смежные торцовые стенки ный ближе к центру спиралей чем источник экранов 18 и 19, а 26 и 27 - открытые внут- светового излучения 12. На свободном кон- ренние стороны этих экранов. При этом уроце второй цилиндрической стойки 9 с по вень расположения источника 12 выбран мощью винта закреплена пружинная таким образом; чтобы его лучи проходили ,крестовина 15, прижимающая ко дну корпу- через открытые стороны 26 и 27 внутрь экса поворотные диски 16 и 17 соответственно ранов 18 и 19.меньшего и большего диаметров, которые На приведенной фиг. 3 показаны, и тиути можно вращать с помощью отверток мень прохождения световых лучей от источника шей и большей ширины, вставляемых в шли, укрепленного на концах спиралей 10 и цы на трубчатых фланцах указанных дисков;, . 11, внутрь экранов 18 и 19 в четырех поло. На краях дисков 16 и 17 посредствомжениях;стоек закреплены первый 18 и второй 19 а) - когда измеряемая температура коробчастый экраны, изогнутые по дуге с 40 меньше нижней границы температурного центром на оси спиралей, открытые с внут- .диапазона и освещенным оказывается приренней стороны, Во внешних. смежных уг- емник 20 (указан луч 28) и затемненным ислах внутри каждого из экранов помещеныточник 21(указан теневой участок 29 за счет два приемника светового излучения 20 и 21 торцовой стенки 25 экрана 18; как видно, (например, фотореэисторы, фотодиоды, фа-. 45 теневые участки заштрихованы, верхние тотранзисторы, фототиристоры, стыкуемые крышки экранов условно отсутствуютпока-. с источником светового излучения по спек- заны также торцовые стенки 24 и 25 экранов тральной чувствительности, с минимальной и их контуры по лугам окружностей). За счет площадью приемного окна), обращенные пластинчастого экрана 14 образуется тенечувствительными сторонами к центру: спи вой участок 30,.ралей. Напротив них сверху на экранах при- б) - когда измеряемая температура накреплены стрелки 22 и 23 для установки . ходится в пределах заданного температур- нижней и верхней границ температурногоного диапазона и оба приемники 20 и 21диапазона. Эти стрелки,изогнутые Г-образ- затемнены (теневые участки 31 и 29) за счет но видны через прорезь 5 в металлической 55 торцовых стенок 24 и 25.подкладке 4, . , в) - когда измеряемая температура выше нормы и освещенным оказывается приЭлектрический ток. подаваемый на ис- . емник 21 (указан луч 32) и затемненным точниксаетовогоизлучения 13,протекаетот приемник 20 (теневой участок 31) за счет источника напряжения по проводнику. Со- торцовой стенки 24.1781559г) - когда при широком температурномощутимой погрешности за счет силы весадиапазоне экраны 18 и 19 разведены на этого экрана. Погрешность от наличия такугал. больше 90 источник 12 освещает при- же массы диода и стрелки на концах бимеемник,20 (луч 33) и не освещает, как и поло- таллических спиралей уменьшается за счетжено, приемник 21 за счет наличия 5 удвоеннойжесткостисистемы(наличиедвухпластинчастога экрана 14 и тени от него ЗО, .спиралей), а также может быть учтена в проВ статическоМ состоянии паи неизмен- цессе градуиравки прибора. Попаданиеной температуре положение биметалличе- внешнего освещения внутрь прибора и наских спиралей 10 и 11 таково; что стрелка 13, приемники светового излучения уменьшенонаходящаяся на шкале, нанесейной на 10 да минимума за счет кольцевого экрана б.крышке 3. При этом источник светового из- Положительные свойства прибора вытека лучения 12; укрепленный на,концах спира- ют из его принцыпа работы, при которомлей 10 и 1 1,может находиться по отношейи 1 о . обеспечивается совмещение функций измек приемникам светового излучения 20 и 21 рения, контроля и регулировайия темперав таких положениях,как показано на фиг.З 15 туры, высокая надежность, простотаа-г, Прй этом от источников поступает ин- . электрической схемы, малая стоимость.формация; находится температура в норме, Ф о р м у л а и з о бр е т е н и яниже нормы или выше ее, "Устройство для измерения температуУстройство работает следующим абра- ры, содержащее корпус, шкалу и основнуюзам, Если температура находится в требуе-20 биметаллическую спираль, один конец котомых пределах, та свет, излучаемый от рай жестко закреплен, а второй снабжен.источника 12, не; попадаетни на один иэ . бесконтактным преобразователемегопереприемников светового излучения.20 или 12, мещений, а т л и ч" а ю щ е е с я тем, что, ст,к. они отгорожены ат источника торцавы- целью повышения надежности, в нем устами стенками экранов, Если же температура 25 навлены дополнительная биметаллическаяокружающей среды понизится и станет не-спираль, размещенная соосно с основнойсколько меньше нижней границы темпера- биметаллической спиралью, две металличетурного диапазона, световой поток ат скиецилиндрйцеские стойки, соединенныеисточника 12 попадет внутрь экрана, праха- торцами через введенную .изоляционнуюдя вдоль его торцовой стенки, и аблуцит 30 вставку., четыре экрана, два из которых вы приемник светового излучения 20, который, палнень 1 в виде коробов, изогнутых по дуге,прийдя в активное состояние, смажет ваз- третий - ввидеметаллической зачерненнойдействовать на включение калориферов и . пластины, а четвертый " - в виде кольца,сигнализируащега устройства, При даль- крышка, выполненная с прорезью напротивнейшем панижениитемпературы облучение 35 шкалы и установленная на открытом торцеприемника 20 не прекратится благодаря корпуса, выполненного металлическим и за- .широкому углу распространения свэта ат черненным изнутри, и два соасных паваротисточникаитемсамымбудет подтверждать- ных диска, на которых закреплены короба,ся команда на вклачение калориферов и размещенные снаружи спиралей по окруж- .подачу соответствующей сигнализации, 40 насти с центрам на их аси, при этом бесконАналагичным образом при возрастаниитактный преобразователь выполней в видетемпературы выше верхней границы диапа- источника излучения; в кацестве которогозона освещению источником 12 подвергнет- использован светодиод, и двух приемниковся приемник светового излучения 21, что светавога излучения, размещенныхвсмежможно использовать для выклочения нагре ных наружйых углах коробов, основная биваидля сигнализацииопревышениитемпе- металлическая спираль закрепленаратуры, Пластинчастый экран 14 служит длявнутренним концам на одной из стоек, а науменьшениясветового патака в задиаю па- доугой закреплен внутренний конец дополлусферу источника с целью избежания облу-нительной спирали, внешние концы коточенЙя в некоторых условиях обоих 50 рых соединены через последовательноприемников светового излуцения. Сднавре- закрепленные на них пластину и диод, раз:менно этот экран служйт радиаторам, рас- мещенный на уровне горизонтальных плосеивающим тепло, выделяемое скостей коробов, приэтом внутри корпуса .светодиодам 12, для уменьшения ошлибки . напротив прорези 6 крышке установленизмерения от перегрева биметаллических 55 кольцевой экран, изогнутый в сторону отспиралей. Малая масса экрана не создает. центра корпуса,Тираж Государственного ко 113035, МоПодписноеитета по изобретениям и открытиям приква, Ж, Раущская наб., 4/5