Способ измерения температуры поверхности твердых тел

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении температуры поверхности твердых тел. Цель изобретения - повышение точности измерения температуры поверхности твердых тел. Устройство для осуществления способа измерения температуры поверхности твердых тел включает термопреобразователь, состоящий из двух идентичных частей 1 и 2, термоэлектрический тепловой насос 3. Части 1 и 2 термопреобразователя сопротивления подключены последовательно в цепь вторичного прибора 4. Тепловой насос 3 через ключ 5 включен в цепь источника тока 6. Между спаями теплового насоса 3 и частями 1, 2 термопреобразователя обеспечен тепловой контакт. Способ основан на методе двух измерений и закономерностях искажения температурного поля объекта измерения контактом с преобразователем. Превышение значения температуры одной половины преобразователя над значением измеряемой температуры поверхности и поддержание у другой половины преобразователя значения температуры ниже температуры этой поверхности при строгом поддержании между этими частями преобразователя температурного перепада обеспечивает при измерении равные по абсолютному значению, но с противоположными знаками погрешности искажения. Так как при измерении регистрируется среднеобъемная температура преобразователя, то эти погрешности взаимно уничтожаются. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (5D 4 (01 К 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П.(НТ СССР (21 ) 41 23300/ 24-1 0 (22) 22,09.86 (46) 23.09.89. Бюл . 1(- 35 (71) Институт технической теплофи зики АН УССР (72) Л.В. Гурьянов и В.П. Черняк (53) 536. 532 (088.8) (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении температуры поверхности твердых тел. Цель изобретения — повьппение точности измерения температуры поверхности твердых тел. Устройство для осуществления способа измерения температуры поверхности твердых тел включает термопреобразователь, состоящий из двух идентичных частей 1 и 2, термоэлектрический тепловой насос 3. Части

1 и 2 термопреобразователя. сопротивления подключены последовательно в цепь вторичного прибора 4. Тепло-.

2 вой насос 3 через ключ 5 включен в цепь источника 6 тока. Между спаями теплового насоса 3 и частями 1 и 2, термопреобразователя обеспечен тепловой контакт. Способ основан на методе двух измерений и закономерностях искажения температурного поля объекта измерения контактом с преобразователем. Превьппение значения температуры одной половины преобразователя над значением измеряемой температуры поверхности и поддержание у другой половины преобразователя значения температуры ниже температуры этой поверхности при строгом поддержании между этими частями преобразователя температурного перепада обеспечивает при измерении равные по абсолютному значению, но с противоположными знаками погрешности искажения. Так как при измерении регистрируется среднеобъемная температура преобразователя, то эти погрешности взаимно уничтожаются. 7 ил.

35 — — (1)

«dqD 4 55

3 > где 1 р — теплопроводность объекта измерения (твердого тела) .

3,1509629

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении темературы поверхности твердых тел, например температуры поверхности куба, цилиндра, шара, стен сооружений, горного массива.

Цель изобретения " повышение точности измерения температуры поверхно- 10 сти твердых тел.

На фиг. 1 представлены графики для определения искажающей плотности теплового потока, на фиг . 2 — преобразователь для реализации способа, 15 вид сверху; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 — блок-схема устройства для реализации способа; на фиг. 5-7 — распределение плотности теплового потока. 20

Устройство для измерения температуры поверхности твердых тел включает преобразователь, состоящий из двух идентичных частей 1 и 2 одного например, термопреобразователя со- 25 противления, разделенных термоэлектрическим тепловым насосом 3, между спаями теплового насоса 3 и частями 1 и 2 термопреобразователя сопротивления обеспечен тепловой кон- 30 такт. Части 1 и 2 термопреобразователя сопротивления подключены последовательно в цепь вторичного прибора 4.

Тепловой насос 3 через ключ 5 включен в цепь источника 6 тока.

Способ реализуется следующим образом. (фиг. 2 и 3).

Устанавливают плоский преобразователь на поверхность тела, температуру которой предстоит измерять. Теп- 40 ловой поток на контактной поверхности твердого тела имеет взаимно противоположные направления, обусловленные превышением температуры одной части преобразователя над тем- 45 пературой поверхности тела t и отличием в противоположную сторону от температуры второй части преоб" разователя. Естественное температурное поле твердого тела при контакте с преобразователем искажается нали50 чием искажающего теплового потока.

Абсолютную погрешность С, определяют по формуле

В формуле (1) используют наибольшие из диапазона измерения (gq) а берут по минимальным эначенйям.

Это позволяет избежать ошибок в стог рону уменьшейия при определении (ht ).

Подключая через ключ 5 источник

6 тока к термоэлектрическому тепловому насосу 3, создают между частями 1 и 2 термопреобразователя сопротивления перепад температуры, в 12 раза превышающий значение определенной выше погрешности (gt,).Этот перепад обеспечивает различное направление искажающего теплового потока d q на участках поверхности твердого тела, контактирующих с частями 1 и 2 преобразователя (фиг.5).

Этот перепад поддерживают во времени.

Часть теплоты, обусловленная + gq (фиг.5), рассеивается вглубь твердого тела. При этом равная ей часть теплоты отбирается от тела.за счет

- Ч (фиг. 5) Основная часть теплоты, обусловленная + А Ч, переключа" ется" через твердое тело от части 2 термопреобразователя сопротивления и другой его час ги .1 и отводится от последнего наличием — 6q.

Это приводит к значительному уменьшению искажения температурного поля твердого тела контактом с преобразователем (фиг 7)

Вторичный прибор 4 (фиг.4) регистрирует выходной сигнал термопреобразователя 1 и 2 сопротивления, пропорциональный среднему от значений температуры его частей и 1 2 (фиг ° 7), т.е. во вторичном приборе

4 регистрируется выходной сигнал термопреобразователя сопротивления, пропорциональный (t, + ht„)+(t — ь,е„) Предлагаемый способ основан на методе двух измерений и закономерностях искажения температурного поля объекта измерения контактом с преобразователем. Превышение значения температуры одной половины преобразователя над значением измеряемой температуры поверхности и поддержание у второй половины преобразователя значения температуры ниже температуры этой поверхности при строгом поддержании между этими частями преобразователя температурного перепада обеспечивает

Фж1

ЩжЮ

ФИ8. 2

150962 при измерении равные по абсолютному значению, но с противоположными знаками погрешности искажения, а так как при измерении регистрируется среднеобъемная температура преобразовате 5 ля, то эти погрешности взаимно уничтожаются.

Формула изобретения

Способ измерения температуры поверхности твердых тел путем регистрации темпе, атуры контактирующего с поверхностью плоского преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, перед регистрацией определяют абсолютную погрешность искажения температурного поля, возникающую при контакте с преобразователем, за-, тем создают и поддерживают во време" ни перепад температуры между двумя равными в плоскости контакта частями преобразователя, равный 1-2 величинам абсолютной погрешности.

1509629

Корректор М. Максимишинед

Редактор Г. Волкова

Эаказ 5793/33 Тираж 573 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательскии комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

-Ц +Дя, Составитель Л. Балянина

Техред А.Кравчук

t 4tg)