SU1696898A1 - Устройство дл бесконтактного измерени температуры движущихс тел - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к бесконтактному измерению температуры движущихс  тел. Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет устранени  искажений, вносимых конвективным теплообменом с промежуточной средой. Цель достигаетс  тем, что устройство содержит терморегулируемое тело сравнени  с профилем, соответствующим профилю поверхности движущегос  тела. Тело сравнени  содержит термоэлектрический модуль в виде пластины с системой параллельных разрезов. Пластина содержит чередующиес  зеркальные и зачерненные участки. Отношение обращенной в сторону термометрируемого тела поверхности пластины к сечению максимального зазора по периметру пластины составл ет не менее 5:1. 5 ил, СО с

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к бесконтактному измерению температуры движущихс  тел (например, вращающихс  барабанов, валов и др.), и может быть использовано в текстильной , строительной, химической и других отрасл х промышленности,

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  температуры за счет устранени  искажений, вносимых конвективным теплообменом с промежуточной средой.На фиг. 1 изображено тело сравнени , размещенное напротив объекта; на фиг. 2 - блок-схема устройства; на фиг. 3 - термоэлектрический модуль; на фиг. 4 - разрез

А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 3.

Устройство содержит терморегулируемое тело сравнени , выполненное из высокотеплопроводного материала в форме пластины 1 (фиг. 1). В пластине вмонтированы электрический нагреватель 2 и термочувствительный элемент датчика 3 температуры . В контакте с телом сравнени  размещен термоэлектрический модуль 4 заподлицо с обращенной к термометрируемому объекту 5 полированной поверхностью пластины 1. Потенциальные выходы модул  4 подсоединены к терморегул тору 6 (фиг. 2). Последний управл ет нагревом тела сравнени  и включением регистрирующего прибора 7,

о ю

Os

00

ю

00

который св зан с датчиком 3 температуры. Термоэлектрический модуль 4 совмещает функции включенных встречно двух датчиков теплового потока.

Модуль представл ет собой термоэлектрически-анизотропный преобразователь теплового потока, содержащий анизотропную пластину с системой параллельных разрезов образующих четное число последовательно соединенных ветвей 8 и 9 меандра (фиг. 3), в которых тензор максимальной анизотропии коэффициента термоЭДС ориентирован под углом 45° к поверхности пластины и продольному направлению ветвей меандра, причем обращенна  к промежуточной среде поверхность ветвей в чередующемс  пор дке выполнена зачерненной и зеркальной. Модуль снабжен токосъемны- ми выводами 10.

Устройство работает следующим образом .

Размещенный на стенке тела сравнени  термоэлектрически-анизотропный модуль 4 (фиг. 2) подвергаетс  воздействию пронизывающих его стенку тепловых потоков , вызыва  в каждой черненной и зеркальной ветв х меандра пропорциональные рассеиваемым потокам градиенты температур . Благодар  тому, что преобразователь выполнен в виде термоэлектрически-анизотропной пластины с указанной системой разрезов, а черненные и зеркальные ветви расположены в чередующемс  пор дке, генерируемые в них поперечные относительно градиента температуры ЭДС направлены вдоль ветвей и попарно вычитаютс , а их разности суммируютс . Таким образом, снимаемый с токосъемн ых вы водов 10 модул  4 результирующий сигнал пропорционален разностному радиационно-конвек- тивному потоку, рассеиваемому черненными 8 и зеркальными 9 ветв ми (фиг. 3). Принима  по внимание, что тепловые потоки , рассеиваемые в промежуточную среду конвекцией, не завис т от степени черноты ветвей, результирующий сигнал преобразовател  практически пропорционален результирующему лучистому потоку между телом сравнени  и поверхностью термомет- рируемого объекта.

Генерируемый модулем 4 результирующий электрический сигнал поступает на вход терморегул тора 6, где усиливаетс  и сравниваетс  с опорным. В зависимости от уровн  и знака генерируемого модулем 4 сигнала терморегул тор 6 автоматически мен ет ток в цепи нагревател  2 (фиг. 2), пока выходной сигнал модул  не станет равным нулю. При этом терморегул тор 6 подает сигнал управлени  на регистрирующий

прибор 7 дл  индикации показани  датчика 3 температуры.

Исследовани  показали, что в услови х равенства радиационно-конвективных гютоков , рассеиваемых черненным и блест щим датчиками теплового потока, с погрешностью ± 0,5 К достигаетс  температурное уравновешивание тела сравнени  с термометрируемой поверхностью.

В опытах не обнаружено вли ние температуры окружающей среды на результаты измерени , что также подтверждает высокую эффективность выделени  лучистой составл ющей теплообмена в процессе

температурного уравновешивани  тела сравнени  с термометрируемым обьектом, кроме того, исключаютс  искажени , вносимые в результаты измерени  конвективным теплообменом.

Таким образом, устройство дл  бесконтактного измерени  температуры движущихс  тел может широко примен тьс  в промышленности, так как обеспечиваема  им точность измерени  позвол ет использовать измерительную информацию дл  настройки и контрол  температурного режима сложного технологического оборудовани , оптимизировать его работу, обеспечить выпуск высококачественной продукции, снизить ошибки первого и второго рода при приемке, например, в технологическом процессе производства пленочных носителей информации.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  бесконтактного измерени  температуры движущихс  тел, содержащее терморегулируемое тело сравнени  в виде высокотеплопроводной пластины с

   встроенным электрическим нагревателем и наход щимис  в контакте с пластиной датчиком теплового потока (ДТП) и датчиком температуры, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  за

   счет устранени  искажений, вносимых конвективным теплообменом с промежуточной

   средой, пластина выполнена по профилю,

   соответствующему кривизне термомегрируемой поверхности движущегос  тела,

   причем отношение площади обращенной в сторону термометрируемого тела поверхности пластины к сечению максимального зазора по периметру пластины F/ 5П составл ет не менее 5:1, где F - поверхность

   пластины тела сравнени , обращенна  к термометрируемому объекту; д - максимальный зазор между пластиной и термометрируемой поверхностью; П-периметр пластины, при этом в пластину тела сравнени  встроен второй ДТП, оба ДТП установлены в центре пластины заподлицо с поверхностью тела сравнени , поверхность одного ДТП выполнена зеркальной, а поверхность второго ДТП зачернена, причем оба ДТП выполнены равной чувствительности , включены встречно и совмещены в одном термоэлектрическом модуле в виде термоэлектрически анизотропного преобразовател  теплового потока в форме пла0

   стины, содержащей систему параллельных разрезов, образующих четное число последовательно соединенных ветоей меандра, в которых тензор максимальной (минимальной ) анизотропии коэффициента термоЭДС ориентирован под углом 45° к поверхности пластины и продольному направлению ветвей , причем лучевоспринимающа  поверхность ветвей выполнена зачерненной и зеркальной в чередующемс  пор дке.

   Риг f

   п

   fuzZ

   А- 4

   l/VAj i/y/i i/x Я РУАт/УЗ V/ЛУ/, ЈЈJi№Jj} f / U/71

   Putt

   Ж

   Ё-Б

   Ч

   i«

   LM

   10

   Фигй

   Ж

   г к о