Устройство для определения динамических характеристик термоприемников

 

Использование: калибровка и тарировка термоизмерительной аппаратуры. Сущность изобретения: устройство содержит две емкости для горячей и холодной воды, два поршня, один из которых полый, выполнен с окном на уровне каналов и соединен с валом вращения, а другой поршень размещен внутри первого и на нем закреплены термоприемники. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4845337/10 (22) 02,07.90 (46) 23,10.92. Бюл. f4 39 (71) Ленинградский гидрометеорологический институт

{72) М.В. Шевченко (Бб) 1. Авторское свидетельство СССР

М 581391, кл. 6 01 К 15/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

hh 972267, кл. 6 01 К 15/00, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕРМОПРИЕМ НИКОВ

Изобретение относится к области метеорологии и предназначено для использования в термометрии при испытаниях, калибровке и тарировке термоизмерительной аппаратуры.

В настоящее время известны несколько направлений развития физико-технических методов и средств для этих процессов, наиболее представительным из которых можно считать устройство для определения динамических характеристик термопар, содержащее приспособление для фиксации термоприемников, емкости для разнотемпературной жидкости {холодной и горячей, по Цельсию), и блок регистрации показаний термоприемников при протекании той или иной жидкости {1).

Существенным и очевидными недостатками этого устройства являются низкая точность и достоверность температуры жидкости, что сужает сферы использования устройства.

«. Ы 1770783 Al

{57) Использование: калибровка и тарировка термоизмерительной аппаратуры. Сущность изобретения: устройство содержит две емкости для горячей и холодной воды, два поршня, один из которых полый, выполнен с окном на уровне каналов и соединен с валом вращения, а другой поршень размещен внутри первого и на нем закреплены термоприемники. 1 ил.

Наиболее близким, по мнению заявителя, является устройство для определения динамических характеристик термоприемников, содержащее емкости для горячей и холодной воды, соединенные каналами с неподвижно установленным цилиндром, выполненнымм полым, в котором (его указанной полости) размещены термоприемники (2).

Устройство более эффективно по сравнению с др. аналогами. Однако обладает и существенными недостатками, заключающимися в незначительной точности и достоверности получаемых измерений из-за искажения амплитудной характеристики в результате смещения струй жидкости различной температуры, теплообмена между каналами, искажающего истинные показания температур, и использования в измерительной схеме щеточного коллектора, при ограниченном частотном -диапазоне ввиду нарушения динамической устойчивости струй жидкости неудачной конструкцией и размещением приспособления для фикса1770783 ции термоприемников, что накладывает по.казания разнотемпературных потоков жидкостей, снижает достоверность и репрезентативность процесса измерений, испытаний и калибровки токоприемников.

Целью изобретения является повышение точности за счет исключения взаимного влияния разнотемпературных жидкостей, На чертеже показан общий вид описываемого устройства.

Устройство для onðåäåëåèèÿ динамических характеристик термоприемников содержит емкость 1 для горячей воды и емкость 2 для холодной воды, соединенные каналами 3 с неподвижным цилиндром 4, выполненным полым, Закрепленным в опоре 5, например, с помощью резьбы.

Согласно изобретению, полый цилиндр

4 снабжен поршнем 6; размещенным в нем коаксиально и ориентированным своим днищем (по чертежу — вверху поршня развитое днище 6, с помощью которого поршень соединен с валом привода вращения, например, через фрикционную муфту, на чертеже, над поршнем 6, условно показан вал

"к приводу").

В стенке поршня выполнено окно 7 на уровне каналов 3 цилиндра 4, подводящих каждый горячую или холодную. воду (раздельно 2 канала). В полость поршня 6 введен дополнительный поршень 8 меньшего диаметра. установленный по оси неподвижно, а по оси этого дополнительного поршня

8, в верхней его части, закреплены термоприемники 9, соединенные своими электровыводами с блоком 10 обработки сигналов от этих термоприемников 9, выводящим сигналы на регистрационный блок 11, например, прибор типа СП-4 (многоканальный самописец), или на экран дисплея (по выбору экспериментатора и возможностей), Такое выполнение чувствительной рабочей части данного устройства: двух поршней (основного 4 и дополнительного поршня 8), согласование высоты окна 7 с каналами 3-3 и размещение неподвижными термоприемников 9, позволяет повысить точность определения динамических характеристик, расширить частотный диапазон за счет устранения влияния разнотемпературных жидкостей (их температур) друг на друга и на процесс измерений их температур приемниками 9.

Работа устройства осуществляется следующим образом, Из емкостей 1 или 2 по каналам 3 (с одной или другой емкости) жидкость поступает к поршню б, который вращают приводом. При совмещении на каждом обороте окна 7 с тем или другим каналом 3 в полость поршня 6 попадает та или другая жидкость: при совмещении окна 7 с каналом 3, соединенным с емкостью 1, из нее (как это условно принято при разливе жидкостей по

5 емкостям) поступает горячая жидкость, которая омывает термоприемники (датчики) 9, протекая вниз вдоль неподвижного дополнительного поршня 8, сигналы от датчиков поступают на блоки 10 — 11 и регистрируют10 ся. При совмещении окна 7 с каналом 3 от емкости 2 датчики омывает холодная жидкость, характеристики которой передаются от термоприемников 9 на блоки 10-11 и регистрируются. При известных температу15 рах жидкости в емкостях 1 и 2 (их можно термоизолировать для чистоты эксперимента), изменяя число оборотов поршня 6, определяют значения модуля передаточной функции измерительного преобразователя

20 при различных временных показателях сме-, ны жидкостей, омывающих термоприемники 9, определяют амплитудно-частотную характеристику, а по ней находят параметры тепловой инерции термоприемников 9, 25 используя, как указано в описании, приборы (блоки) 10 и 11 устройства.

Пример использования устройства, В емкость 1 заливают воду при температуре

85 С, в емкость 2- воду при Т -5 С, создают

30 в емкостях избыточноедавление, например, от ресивера, Цилиндр и поршень 4 и 6 притирают по внутренней контактной стенке (чтобы не было протечек); в качестве привода используют электропривод с регулируе35 мым числом оборотов; например, многоступенчатым редуктором (на чертеже не показаны), при диаметре поршня 6, равном 40 мм, диаметр окна 7 выбирают 5 мм.

Диаметр дополнительного поршня 8 вы40 бран 5,5 мм, на торце (вверху) которого закреплены термоприемники (не менее двух— для более надежного и точного показания методом контроля одного датчика другим).

Термоприемники 9 соединяют электро45 каналами с измерительным устройством в виде моста постоянного тока класса 0,05, выход которого подсоединяют к быстродействующему АУП, включенным в блок схемы измерений 10 устройства, При вращении

50 поршня с числом оборотов 1 об/с и при избыточном давлении в емкостях 1 и 2, равном 2,4 ати, получают динамические характеристики термоприемников 9 устройства и судят о надежности и точности его работы;

55 далее, изменяя число оборотов, кратным 3, 5, 10 и т.д., получают дополнительные динамические характеристики термоприемников 9, которце эквивалентно сравнивают между собой и делают вывод о работе данного устройства, производя при этом срав1770783 нение с эталонными, предварительно полученными характеристиками, принятыми по нормам в системе Госкомгидромета, Таким образом. технические преимущества разработанного устройства заключа- 5 ются в повышении точности (по экспериментам на 14-18, что существенно) и надежности получения динамических характеристик, репрезентативности (устойчивой представительной повторяемости ре- 10 зультатов), расширении частотных диапазонов (в несколько раз) получаемых характеристик за счет изменения частоты омывания датчиков 9 разнотемпературными жидкостями за счет устранения при этих 15 данных. влияния разнотемпературных жид костей друг на друга и на процесс измерений, т.к, при подаче ее под давлением жидкость, как несжимаемая среда, не смешивается со стекающими остатками другой 20 жидкости и дает чистые показания при омывании датчиков — только той жидкости, которая попала в окно 7.

Формула изобретения

Устройство для определения динамических характеристик термоприемников, содержащее емкости для горячей и холодной воды, соединенные каналами с камерой, в которой размещены термоприемники, соединенные своими выводами с блоком обработки сигналов, и привод с валом вращения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности за счет исключения взаимного влияния разнотемпературных жидкостей, в него введены два поршня, размещенных соосно в камере, и фрикционная муфта, при этом камера выполнена в виде полого цилиндра, внешний поршень снабжен окном, выполненным на уровне каналов, и установлен днищем вверх, соединенным через фрикционную муфту с валом вращения, а термоприемники закреплены на внутреннем поршне.