Датчик для измерения прогрева и уноса теплозащитного материала

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

l» г (21) 4484077/10 (22) 19.08.88 (46) 07.10.91. Бюл. М 37 (71) Московский институт теплотехники (72) Я.А.Кокурин, B.T.Корнеев, В.Д.Полунин, В.М.Сушков и 3.В.Борисова (53) 536.532 (088.8)

> (56) Авторское свидетельство СССР

hL 1268971, кл. G 01 К 7/02, 1965.

Патент США Рл 2997513, кл. 136-201, 1961. (54) ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОГРЕВА

И УНОСА ТЕПЛОЗАЩИТНОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить эксплуатационную надежность датчика. Датчик содержит набор дисков 1 из теплозащитного материала

„„5U 1682826 А1 (ТЗМ), в каждом из которых выполнено коническое отверстие. Все отверстия образуют между собой общий канал, в котором установлен стержень 5 в виде усеченного конуса из материала дисков, снабженный крепежным хвостовиком 6. На поверхностях контакта дисков 1 размещены рабочие спаи термопар 2, термоэлектроды которых выведены чеоез диски. По мере прогрева

ТЗМ измеряется термоЭДС термопар 2, что соответствует температуре прогрева исследуемого материала, в котором устанавливается датчик. При достижении максимальной температуры ТЗМ начинает разрушаться.

Если в этот момент соединение первого диска со вторым разрушится (например, при выгорании клея), то диск будет удерживать- ) ся коническим стержнем 5. Стержень разрушается заподлицо с дисками 1, 1 ил.

1682826

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано при измерении температуры и скорости разрушения теплозащитного материала (ТЗМ) в процессе его прогрева и уноса под воздействием высокотемпературного газа.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности.

На чертеже изображен предлагаемый датчик.

Датчик содержит диски 1 иэ ТЗМ с коническим отверстием в каждом из них, рабочие,спаи 2 термопар, расположенные на поверхностях дисков,.основание 3. Внешняя поверхность 4 верхнего диска. подвергается воздействию высокотемпературного газа потока, Кроме того, датчик имеет стержень 5 в форме усеченного конуса из материала дисков, размещенный в канале, образованном коническими отверстиями в дисках, крепежный хвостовик 6 стержня, термоэлектроды 7 термопар, внутреннюю полость 8 основания датчика, заливаемую компаундом, металлический корпус 9 основания, кабель iO.

Наличие стержня 5 позволяет уменьшить количество клея между дисками 1 или устранить клей совсем, так как диски поджаты конической поверхностью стержня, а при работе за счет давления газа на стержень и диски этот эффект усилится, Крепежный хвостовик 6, соединяющий стержень 5 с основанием 3; выполнен в виде винта. Конические отверстия в дисках 1 могут быть выполнены под развертку, что позволит исключить зазоры в плоскости сопряжения стержня 5 с боковой поверхностью конического канала набора дисков.

Термоэлектроды 7 проходят через отверстия дисков диаметром 0,2 + 0,3 мм и электроизолированы друг от друга и от электропроводного ТЗМ с помощью напыляемой электроизоляции, например окиси иттрия, карбонитрида бора и др. Максимальная толщина напыляемой изоляции не превышает 20 мкм. Рабочие спаи 2 термопар и прилегающие к ним изотермические участки термоэлектродов развернуты или смещены в плоскости между дисками 1 друг относительно друга, Датчик работает следующим образом.

45 материала дисков, снабженный крепежным хвостовиком, в каждом иэ дисков выполне50

По мере прогрева Т3М изменяется термоЭДС: ° термопар, что соответствует температуре прогрева исследуемого материала

11, ТермоЭДС термопар датчика регистрируется регистратором (условно не показан), Через тарировочную зависимость Т - f (термоЭДС) определяется температура термопар в каждый момент времени, по которой судят о прогреве Т3М. При достижении максимальной температуры, равной температу; ре разрушения, материал начинает разрушаться. Эта температура определяется теплофизическими характеристиками материала. Если в этот момент соединение первого диска со вторым диском разрушится (при разрушении или выгорании слоя клея между ними), то данчик продолжает нормально работать, так как диск удерживается коническим стержнем 5. Стержень разрушается эаподлицо с дисками и исследуемым Т3М. При разрушении первого диска вымывы в датчике не образуются.

По истечении короткого промежутка времени (0,01 + 0,1 с) разрушается термопара, расположенная между первым и вторым дисками, Зная глубину залегания и время разрушения первой термопары. определяют унос ТЗМ. Последующие значения уноса, а также скорость уноса Т3М получают по выгоранию второй, третьей и т.д. термопар.

Формула изобретения

Датчик для измерения прогрева и уноса теплозащитного материала, содержащий набор контактирующих между собой дисков из теплозащитного материала, расположенных соосно на основании, и термопары, рабочие спа и которых размещены на поверхностях контакта дисков. а термоэлектроды введены через диски, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, в него введен стержень в виде усеченного конуса из но коническое отверстие с образованием всеми отверстиями общего канала с наименьшим диаметром у основания, а стержень установлен в канале заподлицо с поверхностью верхнего диска и посредством хвостовика соединен с основанием.