Устройство для измерения температуры вращающихся объектов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВРАЩАОДИХСЯ ОБЪЕКТОВ/ содержащее термочувствительный элемент, установленный на объекте и оптически связанный с Неподвижными источником света и фотоприемником, соединенньм со счетчиком импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствиельности и надежности устройства, термочувствительный элемент выполнен в виде двух расположенных навстречу друг другу и частично перекрывающихся пластин из материала с высоким коэффициентом линейного расширения, закрепленных своими противоположными торцами на вращающемся объекте, причем на поверхность нижней пластины нанесена (Л рас тров а я решет к а. tsD да о со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

N59 G01 K 1308

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3401507/18-10 (22) 25.02,82 (46) 30.06.83. Бюл. Â 24 (72) В.Н, Бондар, В.Н. Николаев, Г.М. Федоренко и Д.В. Алексеенко (71) Институт электродинамики AH Украинской ССР и Киевский торговоэкономический институт (53) 536.532(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 535473, кл. G 01 К 13/08, 1974 °

2. Самбурский А.И. и Новик В.К.

Бе ск он так т ные и э мере ни я парамет ров вращающихся объектов. М., Машиностроение, 1976, с. 64-66 (прототип) .,.SUÄÄ 102 02 А (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ БРАЙ(ИСЦИХСЯ ОБЪЕКТОВ содержащее термочувствительный элемент, установленный на объекте и оптически свяэанный с неподвижными источником света и фотоприемником, соединенным со счетчиком импульсов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности устройства, термочувствительный элемент выполнен в виде двух расположенных навстречу друг другу и частично перекрывающихся пластин иэ материала с высоким коэффициентом линейного расширения, закрепленных своими противоположными торцами на вращающемся объекте, причем на пьИ верхность нижней пластины нанесена рас тров ая решет к а .

1026023

Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использовано.для измерения температуры понерхности вращающихся объектов.

Изнестно устройство для измерения температуры вращающихся объектов, содержащее установленный на объекте и снабженный постоянным магнитом термочунствительный элемент, выполненный н виде полого тела из материала с высоким температурным коэф- 1О фициентом линейного расширения, и укрепленный неподвижно магнитоуправ.ляемый контакт (1).

Основным недостатком такого устройства является невозможность обес- 15 печения из-за выполнения термочувстнительного элемента объемным надежного теплового контакта между последним и поверхностью объекта измерения, что ныэывает значительные погрешности измерения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для измерения температуры вращающихся объектов, в котором используется .оптический канал связи со стационарными источником света и фотоприемником, В устройстве сигнал от установленного на объекте термочувстнительного элемента управляет амплитудой или частотой световых импульсов,восп-, ринимаемых неподвижным приемником излучения (2).

Недостатком устройства является невысокая чувствительность. Кроме того, необходимость размещения на вращающемся объекте источников Йитания и других активных элементов снижает надежность устройства, ограничинает срок непрерывнога измерения. 40

Цель .изобретения — повышение чувствительности и надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устРойстВе для измерения 45 температуры вращающихся объектов,содержащем термочунствительный элемент, установленный на объекте и оптически связанный с .неподвижными источником света и фотоприемником, соединенным со счетчиком импульсов, термочувстнительный элемент выполнен в виде двум расположенных навстречу друг другу и частично перекрывающихся пластин из материала с высоким коэффициентом линейного расширения, закрепленных своими противоположными торцами на вращающемся объекте, причем на поверхность нижней пластины нанесена растровая решетка.

На чертеже схематически изображе.- 60 но устройство для измерения температуры поверхности вращающихся объектов.

Устройство содержит установленный на вращающемся объекте 1 и находя- 65 щийся с ним в тепловом контакте тер мочунствительный элемент, состоящий из нижней тонкой пластины 2, на которую нанесен растр 3, выполненный в виде чередующихся контрастных линий (черных и снетоотражающих) и верхней пластины 4, закрывающей часть растра 3. Пластины 2 и 4 выполнены из материала, обладающего большим коэффициентом теплового расширения, например алюминия, причем каждая из них жестко прикреплена к вращающемуся объекту 1 только одним концом с противоположных сторон (место крепления указано на чертеже штриховкой), так что их свободные концы при измерении температуры имеют возможность перемещаться под направляющей пластиной 5, прикрепленной к вращающемуся объекту 1. Через оптическую систему 6 и растр 3 имеют оптическую связь источник 7 света, например, лазер или лампа накаливания и фотоприемник 8, подключенный к счетчику

9 импульсов .

Устройство работает следующим образом.

Под действием измеряемой температуры свободные концы пластин 2 и 4 имеют возможность перемещаться, причем н противоположных направлениях.

При этом число видимых линий растра

3, т.е. линий, не закрытых пластиной

4, изменяется, что служит информацией об измеряемой температуре. Излучение источника 7 с помощью оптической системы б фокусируется в виде светового пятна малых размеров на растр 3, отражается от него и попадает на фотоприемник 8. Нри вращении объекта 1 световое пятно пересекает линии растра 3 и модулируется им так, что на выходе фотоприемника

8 появляются импульсы, число которых за один период вращения равно числу видимых линий растра 3. Счетчик 9 импульсов производит подсчет числа импульсов, пришедших за один период вращения объекта 1, которое однозначно связано с измеряемой температурой. Для обеспечения лучшего теплового контакта и предотвращения коробления пластин 2 и 4 (например, при больших скоростях вращения) указанные пластины должны .быть прижаты к объекту 1 напр рляющей 5 по всей их площади, а для считывания линий растра 3 может быть оставлено небольшое окно.

Наличие двух термочувствитвльных пластин, закрепленных на объекте измерения навстречу одна другой позволяет вдвое увеличить чувствительность предлагаемого устройства, так как с повышением температуры взаимоперемещение пластин равно сумме удлинений каждой из них в отдельнос102б023

Составитель Н. Соловьева

Редактор А. Курах Техред A. Бабинец Корректор В. Бутяга » t

Заказ 4549/35 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, z Ужгород, ул. Проектная, 4

l ти ° При изменении измеряемой температуры на один градус число види- мых линий растра увеличится на величину где д - коэффициент теплового расширения пластин 2 и 4; у длина одной пластиныф

- плотность нанесения линий растра или разрешение оптической системы.

Порог чувствительности устройства определяется по формуле Л ьТ= (1) к,е„р, Например, коэффициент теплового расширения апюминия о 40»10 rpàä плотность нанесения линий растра, обеспечиваемая фотохимическим методому р "- 100 линий/мм, =-100 мм.

Тогда:согласно формуле (l) sopor чувствительности предлагаемого устройства hT 0,8 C. При использовании современных методов измерения Линейных размеров с помошью интерферомет30 ров чувствительность предлагаемого устройства может быть значительно улучшена.

Устройство не содержит установлен ных на вращаюшемся объекте источника

)5 питания и других активных элементов, что повышает его надежность и увеличивает срок непрерывного измерения.