Способ градуировки датчика теплового потока

 

СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ ДАТЧИКА ТЕПЛОВОГО ПОТОКА, включающий размещение датчика на теплостоке, формирование через датчик направленного теплового потока, измерение генерируемой датчиком термо-ЭДС и определение коэффициента преобразования по отношению количества подведенной энергии к измеренной термо-ЭДС.отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса градуировки, формирование теплового потока осуществляют, пропуская через датчик стабилизированный переменньа электрический ток, величину термо-ЭДС датчика определяют по постоянной составляющей напряжения на выходе датчика и вычисляют коэффициент преобразования по формуле ot-P К F-e i где Р - -МОЩНОСТЬ электрического тока; е - термо-ЭДС датчика; (Л Р площадь датчика; 0 коэффициент пропорциональности , заданный для конкретного типа датчика. х 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИК (l9) (1li <51, С 0»9/00 у О ", р,,, »

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ где Р— е—

Г— о —

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3523622/18-10 (22) 29.12.82 (46) 07.05.84. Бюл. № 17 (72) В.Т. Бузынюк, О.А. Геращенко, и Т.Г. Грищенко (71) Институт технической теплофизики

АН Украинской ССР (53) 536.629.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 127756, кл. G 01 К 15/00, 1959.

2. Геращенко О.А. Основы теплометрии, Киев, "Наукова думка", 1971, с. 130-133 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ ДАТЧИКА

ТЕПЛОВОГО ПОТОКА, включающий размещение датчика на теплостоке, формирование через датчик направленного теплового потока, измерение .генерируемой датчиком термо-ЭДС и определение коэффициента преобразования по отношенню количества подведенной энергии к измеренной термо-ЭПС, о т л ич а ю щ н и с я тем, что, с целью повышения производительности процесса градуировки, формирование теплового потока осуществляют, пропуская через датчик стабилизированный переменный электрический ток, величину термо-ЭДС датчика определяют по постоянной составляющей напряжения на выходе датчика и вычисляют коэффициент преобразования по формуле

Ы:Р

"- Fe.мощность электрического тока; термо-ЭДС датчика; площадь датчика; коэффициент пропорциональности, заданный для конкретного типа датчика.

1091033

Изобретение относится к теплометрии и может быть использовано при градуировке датчика теплового потока.

Известен способ градуировки датчика теплового потока, содержащий следующие операции: проводят нагрев термодатчика, заделанного в паз электромашины, путем пропускания через. него переменного электрического тока, который осуществляют на остановленной и охлажденной до температуры помещения машине при различных известных температурах окружающей среды и который сопровождается регистрацией значений тока и падения напряжения на термодатчике; при этом определяют подведенную к нему мощность при различных установившихся значениях силы тока, по полученным данным,в производительном масштабе строят две кривые зависимостей сопротивления термодатчика от температуры и от подведенной мощности, и по величине отрезка между точками пересечения каждой кривой с осью ординат устанавливают действительное значение масштаба температуры для кривой мощности, являющееся действительной характеристикой термодатчика 111.

Недостатком этого способа является 30 его сложность и низкая производительность процесса, так как получение искомой характеристики осуществляется с помощью громоздких графических построений. 35!

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ градуировки датчика теплового потока

40 путем размещения его на теплостоке, формирования через датчик направленного теплового потока, измерения геыерируемой датчиком тепмо-ЭДС и последующего определения коэффициента преобразования по отношению количества подведенной энергии к измеренной термо-ЭДС (2 1.

Однонаправленный тепловой поток через градуируемый датчик теплового 50 потока согласно известному способу формируют с помощью электрического нагревателя, плоский торец которого плотно прижимают к теплометру, а другие поверхности его окружают изоляцией с компенсационным обогревом.

Отводят тепловой поток в водоохлаждаемый теплосток.

Недостатком известного способа градуировки является низкая производительность, обусловленная большой длительностью выхода на стационарный тепловой режим, и сложностью компенсации боковых теплопотерь с нагревателя.

Целью изобретения является повышение производительности процесса градуировки.

Цель достигается тем, что согласно способу градуировки датчика теплового потока, включаюцем размещение датчика на теплостоке, формирование через датчик направленного теплового потока, измерение генерируемой датчи. ком термо-ЭДС и последующее определение коэффициента преобразования по отношению количества подведенной энергии к измеренной термо-ЭДС, формирование теплового потока осуцествляют, пропуская через датчик стабилизированный переменный электрический ток,.величину термо-ЭДС датчика определяют по постоянной составляющей напряжения на выходе датчика и вычисляют коэффициент пре1образования по формуле о Р к = †-

F ° е где Р— мощность электрического тока; е " термо-ЭДС датчика;

F — площадь датчика;

eL — коэффициент пропорциональности, заданный для конкретного типа датчика.

Коэффициент пропорциональности определяют экспериментальным или расчетным путем, причем его численная величина не превышает 0,5.

На чертеже приведена схема устроиства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит источник 1 стабильного переменного электрического тока, ключ 2, вольтметр 3 переменного тока, микровольтметр 4 постоянного тока, разделительные конденсаторы 5 и 6, резистор 7, термостат 8, теплосток 9 и градуируемый датчик 10 теплового потока.

В соответствии с предлагаемым способом градуируемый датчик 10 теплового потока устанавливают на теплосток 9, замыкают ключ 2 и рассеивают мощность стабилизированного переменного тока по толщине на датчике 10

091033 4 свободных поверхностей датчика теплового потока, в связи с чем коэффициент будет несколько меньше 0,5.

Составитель В. Копаев

Техред В.Далекорей Корректор В. Бутяга

Редактор П. Коссей

Заказ 3072/39 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1 теплового потока. После выхода датчи ка теплового потока на стационарный тепловой режим регистрируют по показанию микровольтметра 4 постоянного тока постоянную составляющую суммарного электрического напряжения на выходе датчика 10 теплового потока.

Вычисляют по рабочей формуле коэффициент преобразования датчика теплового потока.

При этом электрическая мощность, рассеиваемая в датчике теплового потока, определяется по формуле

U 2

Р = . 1

R где U — - величина напряжения переменного тока, подводимого к датчику теплового потока от, источника 1;

R — - электрическое сопротивление датчика теплового потока.

Расчет определения теплового потока по толщине датчика теплового потока показывает, что коэффициент пропорциональности в формуле для расчета коэффициента преобразования составляет 0,5 в случае однородной структуры датчика теплового потока и идеальной теплоизоляции поверхности датчика теплового потока, несоприкасающейся с теплостоком. В реальных условиях датчик теплового потока всегда имеет какую-то неоднородность структуры, и имеются теплопотери со

Пример. Датчик теплового по"

5 тока марки ДТП-0,5 устанавливают на термостатируемой поверхности теплостока. Регулируют параметры термостока так, чтобы показание микровольтметра было нулевым. На датчик теплового потока подают напряжение переменного тока 12 В при частоте

300 Гц. Вычисляют количество тепловой энергии, выделяемое в датчике тепло15 вого потока соответствующее напряжению 12 В. Измеряют постоянную составляющую на выходе датчика теплового потока микровольтметром и вычисляют коэффициент преобразования, 20 используя экспериментально полученный ранее коэффициент пропорциональности о (для данного типа датчиков).

Затем перечисленные операции повторяют при напряжениях 8,15 В и

17 В и вычисляют среднее значение

25 :коэффициента преобразования для трех указанных напряжений.

Предлагаемый способ позволяет существенно повысить производительность процесса градуировки датчика

30 теплового потока, так как градуировка сводится к нескольким простым операциям. По сравнению с известным способом производительность процесса

;градуировки увеличена примерно в пять раз.