SU1509635A1

SU1509635A1 - Датчик теплового потока

Info

Publication number: SU1509635A1
Application number: SU874296276A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Иванович Смирнов
Original assignee: Предприятие П/Я В-2942
Priority date: 1987-08-17
Filing date: 1987-08-17
Publication date: 1989-09-23

Abstract

Изобретение может быть применено в тепловых испытани х и системах регулировани технологических процессов. По сравнению с датчиком Гардона обеспечиваетс повышенна точность измерени тепловых потоков в диапазоне температур 300÷1200°С. На внутренней поверхности измерительной мембраны примен етс теплозащитный теплопроводный колпачок, установленный в головной части гильзы. Температура стенки корпуса (гильзы) датчика в процессе измерений поддерживаетс равной или близкой к температуре стенки объекта испытаний. При определении коэффициентов теплоотдачи возможно исключить погрешности в определении коэффициента теплоотдачи, св занные с перестройкой пограничного сло . Датчик может быть выполнен с малыми габаритами (*220 1÷6 мм и толщиной δ = 2-5 мм), что позвол ет его использовать при модельных испытани х и в промышленных образцах без нарушени целостности элементов конструкций. В св зи с отсутствием системы охлаждени установка и эксплуатаци датчика проста и удобна. 1 ил.

Description

Изобретение относитс к средствам измерений и может быть использовано дл измерени количества тепла в тепловых устройствах, используемых во всех област х народного хоз йства .

Целью изхэбретени вл етс повышение точности.

На чертеже показан датчик теплового потока, общий вид.

Датчик содержит теплопроводную гильзу. I, в головной торцовой части соторой установлена мембрана 2, выполненна из теплопроводного материала . Мембрана 2 вьтолнена в виде тонкостенного диска толщиною о и по периферии соединена с торцовой частью гильзы 1 с обеспечением теплового контакта.

С внутренней стороны мембраны 2 установлены датчики дл измерени :, температуры поверхности мембраны 2, например термоэлектрические: датчик З в центре диска мембраны; датчик 4 - у основани мембраны; датчик 5 - у периферийной части мембраны.

При изготовлении мембраны 2 из ма- териала хромель в качестве дифферсн00 СП

,3J509

циальной термопары дл измерени разницы температуры между точками установки датчиков 3 и 4 используютс термоэлектроды из материала, копель и или алюмель.

В головной части гильзы 1 размещен теплопроводный колпачок 6, выполненный из теплопроводного материала, например молибдена, меди,

Колпачок 6 установлен с обеспечением теплового контакта с головной части гильзы, обращенной к источнику теплового потока. Тепловой контакт обеспечен в головной наиболее нагре- той части датчика применением посадочных по сков 7. Колпачок 6 не имеет теплового контакта с мембраной 2.

Толщина стенки колпачка 6 св зана с теплофизическими характеристиками материала и эффективностью теплового контакта в месте соединени с :гиль- зой 1. Толщину колпачка 6, местоположение по ска 7 выбирают из решени уравнений теплопрородности и теплового баланса дл головной части датчика , исход из услови , что перепад температуры между основанием мембраны 2 в точке установки датчика 4 и центральной частью колпачка был мини- мален и составл л величину пор дка 1-2Г/С.

На поверхность колпачка 6 со сто- роны, противоположной мембране 2, нанесено теплоотражающее покрытие, на- пример из золота, никел ,

В колпачке 6 установлен теплоизол ционный вкладыш 8, на внешней поверхности которого, обращенной в сторону мембраны 2, размещен тонкий теплоотражаюший слой 9, выполненный в виде напыленного сло золота, никел Теплоизол ционный вкладьпл 8 может быть составным,

В сборке деталей 7-9 вьтолнена система отверстий 10-12, предназначенных дл вывода соединительных проводников от датчиков 3-5 измерени температуры.

Дл обеспечени надежности работы датчика проводники от датчиков 3-5 температуры механически соедин ют с вкладьачем 8, например термоцементом. Однако при этом должно быть обеспечено гидравлическ-ое соединение полос

25

с

10

15

; 35

40 .

45 -

ти, расположенной под мембраной 2 со внутренней полостью гильзы 1. В нижней части гильзы размещен теплоэлек- троизол ционный стержень 13, через который вывод тс проводники от датчиков 3-5 измерени температуры.

Гильза 1 может быть соединена с элементами конструкции ()ie показаны) объекта исследований и снабжена системой охлаждени или нагрева.

Датчик работает следующим образом.

На внешнюю поверхность мембраны 2 действует тепловой поток и тепло, протека по мембране 2, поступает к гильзе 1, по которой и отводитс , например, к системе охлаждени .

Одновременно тепло через боковую поверхность по ска 7 поступает к колпачку 6 и нагревает его до температуры , близкой к температуре внутренней поверхности мембраны 2, При этом нагреваетс вкладьпп 8 и теплоотражаю- 1иий слой 9, При действии теплового потока нагревание мембраны происходит неравномерно: в центре имеет место зона повьйчени температуры. Аналогично происходит нагревание и внешней поверхности вкладыша 8,

Датчик позвол ет свести до минимума потери тепла с внутренней стороны мембраны и обеспечить организованный теплоотвод по мембране к гильзе.

Предлагаемый датчик теплового потока позвол ет производить измерени с точностью 2-3%,

Claims

Формула изобретени

Датчик теплового потока, содержащий теплопроводную мембрану, установленную на торце теплопроводной гильзы,, датчик разности температур между центром мембраны и местом соединени мембраны с гильзой, расположенный с внутренней стороны, мембраны , отличающийс тем, что, с целью повышени точности за счет с.нижени теплопотерь, на внутренней стенке гильзы под мембраной с зазором закреплен колпачок из теплопроводного материала, выполненный в виде стакана, с установленным в нем со стороны мембраны вкладышем из теплоизол ционного материала.