Устройство для измерения разности температур

 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в системах автоматического контроля и регулирования температурных режимов. Цель изобретения - повышение точности измерений и упрощение конструкции. В устройстве упругие чувствительные элементы 3 и 6 термосистем соединены с подвижными торцами ленточного упругого преобразователя перемещений . Плоские пружины 7 и 8 упругого преобразователя перемещений выгнуты в одну сторону. Блок формирования 11 выходного сигнала снабжен дву.мя органами управления 13 и 14, соединенными с плоскими пружинами 7 и 8, с возможностью соосного независимого друг от друга перемещения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1511 4 G 01 К 3/08, 3/12

) 1 :, ". „1 :Г

ILLY.0 1 Е!1А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 418! 156/24-10 (22) 14.01.87 (46) 23.10.88. Бюл. № 39 (72) Е. Ф. Шполянский (53) 621.3.083.6-97:536.513(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 70786, кл. G 01 К 3/08, 07.01 47.

Авторское свидетельство СССР № 220562, кл. G 01 К 3/08, 13.1!.65. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

РАЗНОСТИ ТЕМПЕРАТУР (57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в системах автоматического контроля и регулиро„„SU„„1432344 А ) вания температурных режимов. Цель изобретения — повышение точности измерений и упрощение конструкции. В устройстве упругие чувствительные элементы 3 и 6 термосистем соединены с подвижными торцами ленточного упругого преобразователя перемещений. Плоские пружины 7 и 8 упругого преобразователя перемещений выгнуты в одну сторону. Блок формирования 11 выходного сигнала снабжен двумя органами управления 13 и 14, соединенными с плоскими пружинами 7 и 8, с возможностью сооснoro независимого друг от друга перемещения.

2 ил.

1432344

Изобретение относится к .приборостроению, а именно к устройствам для измерения температуры, и может найти применение в системах автоматического контроля и регулирования температурных режимов промышленных технологических процессов в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение точности измерений и упрощение конструкции.

На фиг. 1 и 2 представлена схема устройства для измерения разности температур.

Устройство содержит две измерительные термосистемы. Певая термосистема состоит из термобаллона l соединительного капилляра 2 и упругого чувствительного элемента — сильфона 3. Вторая термосистема состоит из термобаллона 4, соединительного капилляра 5 и сильфона 6. Обе термосистемы заполнены рабочим телом — газом или жидкостью. Преобразователь перемещений выполнен в виде ленточного упругого преобразователя перемещений, содержащего упругие плоские пружины 7 и 8, неподвижные торцы которых закреплены в жестких опорах 9 и 10, а подвижные торцы пружин 7 и 8 соединены с подвижными торцами сильфонов 3 и 6 соответственно.

Плоские упругие пружины 7 и 8 выгнуты в одну сторону.

Блок формирования выходного сигнала

1 содержит индуктивную катушку 12 и два органа управления -- подвижные якоря 13 и

14, соединенные соответственно с пружинами 7 и 8. В местах соединения пружин 7 и 8 с якорями 13 и 14 на последних вьиюлиены пазы 15 и 16, обеспечивающие необходимое проскальзывание пружин 7 и 8 относительно якорей 13 и 14 ири изменении прогиба пружин 7 и 8. Для обеспечения соосиого иеремеьцения якорей 13 и 14 в отверстии катушки !2 они размещены на направляющей 7, закрепленной в опорах 18 и 19. Гlеремещения сильфонов 3 и 6 ограничены упорами 20 и 21. Термобаллон 1 помещен в контролируемую среду 22, а термобаллон 4 -- в контролируемую среду 23.

Для варианта с пневматическим выходным сигналом устройства блок формирования выходного сигнала 11 содержит спаренное (с двумя рабочими торцами) сопло 24 и заслонки 25 и 26, закрепленные соответственно на иолзунах 27 и 28, соединенных с пружинами 7 и 8 через пазы в иолзунах 27 и 28. Последние установлены на направляющих 29 и 30, обеспечивающих соосиое перемещение заслонок 25 и 26, параллельно рабо чим торцам сопла 24. Блок формирования выходного сигнала может иметь и другие исполнения.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемая среда 22 в соответствии с технологическим процессом имеет температу ру T i, превышающую температуру Т» контролируемой среды 23. При изменении

55 контролируемых температур 7 и Т изменяются объемы и давления рабочих сред, заполняющих термобаллоны 1 и 4, и изменяется деформация сильфонов 3 и 6. Перемещение подвижных торцов сильфонов 3 и 6 вызывает изменение прогиба плоских пружин

7 и 8 и изменение положения якорей 13 и 14 в отверстии индуктивной катушки 12 (или изменение положения заслонок 25 и 26 относительно торцов сопла 24). При этом изменяется выходное напряжение устройства (или выходное давление сжатого воздуха P). При вдвигании якорей 13 и 14 в катушку 12 выходное напряжение устройства увеличивается (при приближении заслонок

25 и 26 к торцам сопла 24 увеличивается выходное давление устройства).

Устройство настраивают на заданный диапазон измерений — заданную разность температур AT=T — Т . Г1ри минимальной разности температур (ЛТ.-) расстояние между торцами якорей 13 и 14 будет наибольшим (/макс) и выходное напряжение будет минимальным VM", а при максимальной разности температур (ЛТмч-) расстояние между торцами якорей 13 и 14 будет минимальным (/мнн ), выходное напряжение устройства достигнет максимального значения Р - . Для пневматического варианта устройства при минимальной разности температур (ЛТ. ) суммарный зазор между соплом 24 и заслонками 25 и 26 (n +n ) достигает максимального значения, а при максимальной разности температур (ЛТ." ) суммарный зазор (ni+n ) достигнет минимального значения и выходной сигнал достигнет максимального значения (P.. ) .

При неизменной разности температур Т и Т1 сохраняется неизменность расстояния между торцами якорей 13 и 14 и неизменность выходного напряжения. Для варианта с пневматическим выходным сигналом при неизменной разности температур Т и Т сохраняются неизменными суммарный зазор (ni+л2) и значение выходного давления P.

При нарушении установившегося постоянства (Т1 — Т2), например при увеличении температуры Т, увеличиваются деформация сильфона 3, а также прогиб пластины 7, якорь 13 еще больше входит в катушку 12, расстояние 1 уменьшается и выходной сигнал (напряжение U) увеличивается.

Для пневматического варианта при тех же условиях уменьшается зазор ni между заслонкой 25 и соплом 24, а выходной пневмосигнал — давление P увеличится.

При уменьшении температуры Ti перемещение якоря 13 (или заслонка 25) противоположное и выходные сигналы (U или Р) уменьшаются.

Аналогичным образом при изменении температуры T изменяется положение якоря 14 в катушке 12 или заслонки 26 относительно сопла 24 и в соответствующую сторону изменяются выходные сигналы U u P.

14323

Формц га изобретения

Риг. Z

Составитель,1. Ьалянина

Редактор Л. Мотыль Техред И. Бсрес Корр< «x<:р 11. Король

Заказ 5414!33 Тираж 607 I1n .н;<оно<

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4<5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Г!роектная. 4

Таким образом, обеспечиваются измерение разности температур двух контролируемых сред и преобразование результатов измерения в аналоговый выходной (электрический или пневматический) сигнал при простой и надежной конструкции устройства.

Высокая точность измерения обеспечивается высокой эффективностью ленточного пружинного преобразователя перемещений, который обеспечивает значительное увеличение перемещения сильфона 3 (или 6) в перемещение якоря !3 (или 14). Перемещение якоря г<в примерно в 3 раза больше перемещения сильфона A.ь Для пневматического варианта, для которого перемещение заслонок должно быть порядка 0,0! мм, обеспечивается возможность измерения разности температур в очень маленьком диапазоне (Tl — Т2) с высокой точностью.

Необходимые диапазоны измерения разности температур с требуемой точностью обеспечиваются соответствующими расчетами и выбором необходимых соотношений между конструктивными элементами устройства (объемом рабочего тела в термобаллоне, эффективной площадью и жесткостью сильфонов, длиной и толщиной ленточных пружин и намоточнымп характеристиками индуктивной катугпки).

Устройство для измерения разности температур, содержащее две измерительные термосистемы с термобаллонами, соединительными капиллярами и упругими чувствительными элементами, и блок формирования выходного сигнала с преобразователем перемещений, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощения конструкции, в нем преобразователь перемещений выполнен в виде плоских пружин, выгнутых в одну сторону, торцы плоских пружин соединены с упругими чувствительными элементами, и блок формирования выходного сигнала снабжен двумя индикаторами

20 рас.о.. асования, соедине нь.1и с вь(гнутыми плоскими пружинами с возможностью соосного независимого друг от друга перемещения.