Способ измерения температуры

 

Изобретение относится к термометрии . Цель изобретения - упрощение способа и расширение диапазона измеряемых температур. В устройстве, реализующем способ, электроды 5 размещают в контролируемой среде 6. Температура электродов 5 не должна превьшать измеряемую температуру среды. Для этого при измерении низких температур принимают необходимые меры для предотвращения нежелательного перегрева электродов 5 вследствие притока тепла по проводам, соединяющим электроды 5 с источником высокого напряжения (вторичной обмоткой повышающего трансформатора 2). После наступления теплового равновесия между электродами 5 и средой на электроды 5 подают напряжение и повыщают его с помощью регулятора 1 до пробоя среды в промежутке между электродами 5. Величину напряжения на электродах. 5 в момент пробоя регистрируют прибором 4. По измеренной величине напряжения пробоя определяют температуру среды. 2 ил. с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (594 G Ol К

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И д ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4032690/24-10 (22) 04.03.86 (46) 29.02.Р8. Бюл. ¹ 8 (71) Институт электродинамики

АН УССР (72) Н.И.<фальковский и И. В.Божко (53) 536,5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 116637, кл. G 01 К 7/40, 1950.

Авторское свидетельство СССР

¹- 800702, кл. G 01 К 7/40, !978. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к термометрии. Цель изобретения — упрощение способа и расширение диапазона измеряемых температур. В устройстве, реализующем способ, электроды 5 размещают в контролируемой среде 6. Температура электродов 5 не должна превышать измеряемую температуру среды, Для этого при измерении низких температур принимают необходимые меры для предотвращения нежелательного перегрева электродов 5 вследствие притока тепла по проводам, соединяющим электроды 5 с источником высокого напряжения (вторичной обмоткой повышающего трансформатора 2) . После наступления теплового равновесия между электродами 5 и средой на электроды 5 подают напряжение и повышают его с помощью регулятора 1 до пробоя среды в промежутке между электродами

5. Величину напряжения на электродах.

5 в момент пробоя регистрируют прибо- с

Ю ром 4. По измеренной величине напряжения пробоя определяют температуру среды. 2 ил.

С:

1377621

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для определения температуры газов и газо

BbLK потоков, непроводящих жидкостей

5 и твердых диэлектриков в диапазоне температур 10-3000 К.

Цель изобретения — упрощение способа и расширение диапазона измеряемых температур. 10

На фиг.1 приведена электрическая схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2— результаты исследований для нескольких длин разрядных промежутков S 15 (1,2 и 3 мм), Устройство содержит регулятор 1 напряжения, повышающий трансформатор

2, токоограничивающий резистор 3, измеритель 4 напряжения (киловольт- 20 метр) и электроды 5.

Способ осуществляют следующим образом.

Электроды 5 размещают в контролируемую среду б (фиг.1), при этом тем- 25 пература самих электродов заведОмо не должна превышать измеряемую температуру среды. Для этого при измерении низких температур принимают необходимые меры для предотвращения нежела- 30 тельного перегрева электродов вследствие притока тепла по проводам, соединяющим электроды 5 с источником высокого напряжения (вторичной обмоткой повышающего трансформатора 2).По- 35 сле наступления теплового равновесия между электродами и средой на электроды подают напряжение и повышают его с помощью регулятора 1 до пробоя .среды в промежутке между электрода- 40 ми 5. Величину напряжения на электродах в момент пробоя регистрируют при" бором 4. По измеренной величине напряжения пробоя П„ определяют температуру среды. 45

Исследованиями установлено, что пробивное напряжение П„ газов. при температурах от комнатной и как минимум до 1500 К подчиняется зависимости

11„, = f (,-), S где S — межэлектродное расстояние;

p — давление газа;

Т вЂ” температура газа, 55 известной для нормальных температур.

Этой зависимости газы подчиняются и при низких температурах вплоть до температур их сжижения. Количественно эта связь, например, для воздуха выражается формулой ц = 71 — + 358- —, (В), (1)

pS IpS

Т 1т где S выражено в см; р — Па; Т вЂ” К.

Если давление.в процессе измерения изменяется, но закономерность его изменения известна, то это легко учесть при измерении температуры по формуле Би м U p pÎ 9 нение р происходит в.нешироких пределах (0,5 и р/р 2,0) . Здесь Б пробивное напряжение при данном давлении р; U м — измерительное пробивное напряжение, т.е. то напряжение, по которому определяется Т по градуировочной кривой, определенной при исходном давлении ра. Как правило, р — атмосферное давление °

Таким образом, по измеренному пробивному напряжению с-помощью формул, аналогичных записанной, либо по градуировочным кривым определяется температура среды. Наибольшая точность способа достигается при равенстве температур электродов и среды. Различие температур среды и электродов на 20-307. увеличивает погрешность в измерении температуры до 5-.10Х. Для повьппения точности следует пользоваться градуировочными кривыми П„ (Т), снятыми при различающихся температурах среды и электродов.

Форма электродов должна быть такая, при которой в пробивном промежутке обеспечивается однородное или квазиоднородное электрическое поле.

В этом случае точность измерения выше и для определения температуры пригодна приведенная расчетная формула.

П р и и е р, Исследовали температурную зависимость пробивного напряжения П„ нагретого воздуха в диапазоне температур от 20 до 1700 С. Исследования велись в .разрядной камере, где электроды и.газ имели одинаковую температуру, Оболочкой камеры служила керамическая труба из окиси алюминия, внутри которой располагали цилиндрические электроды, обеспечивающие однородное электрическое поле в разрядном промежутке. В качестве материала электродов испытывали нержавеющую сталь, латунь, Pt, ZTO<, MoSi, Нагрев осуществляли с помощью электрической печи сопротивления, в

1377621 которую помещали камеру. Температуру газа в промежутке определяли термопарой. Измерения вели на постоянном токе. Скорость роста испытательного напряжения не превышала 1000 В/с.

На фиг.2 по-разному обозначенными точками отмечены значения пробивных напряжений U, полученные нри использовании электродов и различных .материалов. Каждая точка на графике является следствием усреднения значений 11„ для пяти и более пробоев.

Установлено, что изменение напряжений пробоя U äî температур о

1500 С при всех йсследовавшихся ма-, териалах электродов подчиняется saвисимости, известной для нормальной температуры и полученной при изменении давления воздуха: 20

U„1, =24,55о В+6,66 IS, (кН), (2) рТа где о = — — — плотность воздуха, отрюТ несенная к нормальным усло- 25 виям (рф =l 013 10 TIa; Т

293 К);

Т вЂ” абсолютная температура, К; р — давление газа, Па;

S - межэлектродное расстояние,см, 30

Изменение Uz в соответствии с этой зависимостью показано на фиг,2 сплошными линиями, Наибольшее отклонение экспериментальных значений U,ð от рассчитываемых по (2) наблюдается в

Ю интервале 400-700 С и составляет +5X. о

При температурах выше 1400-1500 С начинается отклонение экспериментальных данных от расчетных.

Формула из о б ре те ни я

Способ измерения температуры, заключающийся в том, что в контролируемой среде размещают два электрода, I которые устанавливают на фиксированном расстоянии друг от друга, и между электродами, прикладывая к ним электрическое напряжение, создают электрическое поле, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью упрощения и расширения диапазона измеряемых температур, напряженность электрического поля увеличивают до возникновения электрического пробоя среды в промежутке между электродами и измеряют величину напряжения между электродами, при которой наступает электрический пробой, и по ней определяют температуру среды, при этом температуру электродов поддерживают меньшей или равндй ожидаемой температуре среды.

1377621

О 200, ФОО 8М 800 1000 Q60 14И т,оС

Фиг, г

Составитель В.Голубев

Редактор M.Ïåòðoâà Техред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар

Заказ 858/34 Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4