Термометр минимальный

 

ТЕРМОМЕТР МИНИМАЛЬНЫЙ, содержащий резервуар и капиллярную трубку , жестко соединенные между собой и заполненные термометрической жидкостью , шкалу, расположенную на капиллярной трубке, и стержень, размещенный внутри нее,о тличающийс я тем, что, с целью увеличения надежности регистрации минимальных температур при воздействии перегрузок , концы Стержня выполнены из материалов с разной плотностью, а средняя плотность стержня равна плотности термометрической жидкости.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3592580/18-10 (22) 21.03.83 (46) 07.07.84.Бюл. N- 25

У, 17 10 Д 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (72) Н.Н.Веденеева, Б.Е.Новаковский, В.А.Потапенко и Л.Г.Эткин (53) 536.513(088.8) (56) 1. Патент США У 3.796.101, кл. 73-363.7, 12.03.74.

2. Геращенко О.А. и Федоров В.Г.

Тепловые и температурные измерения. Киев, "Наукова думка", 1965, с. 32-33 (прототип).

„„SU„, 1101688 А

Эш С 01 К 3/00 С 01 К 5/00 (54) (57) TEPNONETP МИНИМАЛЬНЫЙ, содержащий резервуар и капиллярную трубку, жестко соединенные между собой и заполненные термометрической жидкостью, шкалу, распопоженную на капиллярной трубке, и стержень, размещенный внутри нее, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения надежности регистрации минимальных температур при воздействии перегрузок, концы стержня выполнены из материалов с разной плотностью, а средняя плотность стержня равна плотности термометрической жидкости.

1101688

Изобретение относится к термометрам, регистрирующим минимальную температуру контролируемой среды за некоторый период времени.

Известен термометр минимальный с чувствительным элементом типа биметаллической пружины(1).

Однако сложность конструкции термометра делает его малопригодным для практического использования.

Наиболее. близким к предлагаемому является термометр, содержащий резервуар и капиллярную трубку, сообщающиеся между собой и заполненные термометрической жидкостью, и стер15 жень (ползунок), расположенный внутри капиллярной трубки, снабженный пружиной, поджимающей его к стенкам т бки 23.

10 ру Г

При снижении температуры столбик жидкости в капилляре укорачивается и мениск увлекает стержень в сторону резервуара. Силы поверхностного натяжения преодолевают силы трения между стержнем и стенками трубки. При повышении температуры столбик удлиняется, мениск удаляется от резервуара, а стержень, удерживаемый силами трения о стенки, остается на месте, 30 фиксируя своим положеним минимальную температуру. Для считывания величины минимальной температуры рядом с капиллярной турбкой располагают шкалу, градуированную в единицах температуры.

При эксплуатации на транспортных средствах суммарный вектор внешней перегрузки (постоянной и переменной) может быть направлен под острым уг- 40 лом к оси капиллярной трубки и ориентация его такова, что имеется составляющая инерционной силы, действующая против усилия пружинки, и следовательно, отрывающая стержень от 4 стенок трубки. В этом случае при некоторой величине внешней перегрузки возможны осевые смещения стержня, нарушающие фиксацию минимальной температуры. Очевидно, что для нормальной работы термометра необходимо, чтобы силы трения между стенками трубки и стержнем были меньше .сил по. верхностного натяжения, иначе при снижении температуры стержень "продавит" мениск. Это обстоятельство не позволяет повысить надежность устройства путем увеличения усилия поджатия пружины. Кроме того, из-за малости диаметра трубки (0,3,мм и менее) поддержание заданного усилия поджатия пружинки связано со значительными конструктивными и технологическими трудностями. А поскольку при эксплуатации термометра, особенно при относительно высоких темпео ратурах (например, 50-60 С) из-за ползучести материала пружинки усилие поджатия ослабевает, возможность осевых смещений стержня и нарушений фиксации минимальной температуры становится еще вероятнее. Таким образом, известный термометр не обладает достаточной надежностью.

Целью изобретения является увеличение надежности регистрации минимальных температур при воздействии перегрузок.

Поставленная цель достигается тем, что в минимальном термометре, содержащем резервуар и капиллярную трубку, жестко соединенные между собой и заполненные термометрической жидкостью, шкалу, расположенную на капиллярной трубке, и стержень, размещенный внутри нее, концы стержня выполнены из материалов с разной плотностью, . а средняя плотность стержня равна плотности термометрической жидкости.

На чертеже представлен предлагаемый термометр.

Термометр содержит резервуар 1, сообщающуюся с ним капиллярную трубку 2, защитный баллон 3. Резервуар, трУбка и баллон выполнены из стекла за одно целое. На капиллярной трубке с помощью скоб 4 укреплена шкала 5, градуированная в единицах температуры. Резервуар и капиллярная трубка заполнены термометрической жидкостью 6. В трубке также имеется пузырь 7, состоящий из газа или паров термометрической жидкости. Пузырь 7 и жидкость 6 разделены мениском 8. Внутри жидкости, заполняющей капиллярную трубку 2, помещен стержень гантелевидной формы, состоящий из "тяжелого" шарика 9, "легкого" шарика 10 и соединяющей их тонкой перемычки 11. "Тяжелый" шарик

9 имеет плотность большую, чем плотность термометрической жидкости 6, а легкий †. на столько же меньшую.

Масса перемыяки 11 пренебрежимо мала. Средняя плотность стержня равна плотности жидкости. Выполнение стержня иэ трех элементов не является

Составитель Л.Балянина

Редактор Г.Волкова Техред Ж.Кастелевич Корректор В.Бутяга

Заказ 4754/26 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

3 110 ппинципиально необходимым. Нужно лишь, чтобы один конец стержня был плотнее другого, а средняя плотность стержня была равна плотности жидкости.

Другими словами, стержень должен пла- 5 вать в жидкости, а его центр масс должен быть смещен относительно центра объема в осевом направлении.

В качестве жидкости могут использоваться вещества на основе циклогексана (плотность 1,9 плотности воды).

Один шарик можно изготовйть из эпоксидной смолы (плотность 1,! плотности воды), а второй из эпоксидной смолы с наполнителем из стальных опилок (плотность 2,7 плотности воды).

Изготовление такого стержня заключается в том, что один конец тонкой стальной пластинки (5,000х0,200х х0,020 мм) окунают в жидкую смолу без наполнителя, а другой — в смолу с наполнителем из мелких стальных опилок. Образовавшиеся са концах пластинки капельки диаметром 0,200,25 мм полимеризуют. Чем больше разница плотностей концов стержня, тем надежнее термометр фиксирует минимальную температуру.

Термометр работает следующим образом. 30

При снижении температуры из-за уменьшения объема термометрической жидкости мениск 8 движется в сторону резервуара и увлекает за счет сил поверхностного натяжения стержень за собой. При повышении температуры мениск 8 удаляется от резервуара, а стержень остается на месте, фиксируя минимальную температуру.

В рабочем положении ось, капилляр40 ной трубки горизонтальна. Однако при эксплуатации на транспортном средстве из-за наклонов и толчков суммарный вектор перегрузки направлен под острым углом к оси трубки. При этом

45 из-за разных плотностей концов стерж1688 4 ня, плавающего в жидкости, возникает момент, вектор которого перпендикулярен оси трубки. Этот момент прижимает конец стержня к стенкам трубки, обеспечивая возникновение

- сил трения, фиксирующих осевое положение стержня. Путем изменения формы стержня можно в достаточно широких пределах регулировать величину этих сил.

Поскольку полотность стержня в среднем равна плотности жидкости, дестабилизирующее осевое усилие номинально равно нулю. Небольшое осевое усилие возникает из-за нарушения равенства плотностей. Это усилие тем больше, чем больше суммарная перегрузка. Однако с увеличением перегрузки увеличивается и упомянутый выше момент, прижимающий конец стержня к стенкам капиллярной трубки. Поскольку величину этого момента можно регулировать, имеется возможность обеспечить .фиксацию стержня при любой перегрузке, что является основным преимуществом предлагаемого устройства перед известным.

Обычно транспортные перегрузки кратковременны, поэтому нет необходимости увязывать усилие фиксации с силами поверхностного натяжения, другими словами можно допускать, чтобы максимальная величина сил фиксации превышала величину сил поверхностного натяжения, например, при максимальной транспортной перегрузке. Это. обеспечивает дополнительное преиму« щество предлагаемого устройства перед известным.

Таким образом, в предлагаемом термометре, благодаря принципиально иной (чем B известном) организации сил фиксации стержня, достигается большая надежность регистрации минимальной температуры.