Малогабаритная ампула реперной температурной точки для градуировки прецизионных термометров и термопреобразователей в калибраторах температуры с твердотельными термостатами

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в которых эксплуатируются твердотельные калибраторы температуры. Сущность изобретения: ампула реперной температурной точки, содержащая цилиндрический стакан с термометрическим веществом, вкладыш с каналом для термометра, помещенный коаксиально в стакан, металлический корпус, отличается тем, что содержит металлическую втулку с регулировочными и стопорными винтами, выполненными с возможностью обеспечения уплотнения конусного соединения стакана с вкладышем, расположенного внутри металлического корпуса, причем наружный диаметр канала для термометра относительно внутреннего диаметра цилиндрического стакана находится в соотношении не более 1:2 при диаметре корпуса ампулы не более 25 мм и длине канала для термометра от 100 до 110 мм. Технический результат - повышение точности градуировки термометров и термопреобразователей с малой длиной погружаемой части в микропроцессорных калибраторах температуры; сокращение времени выхода на режим плавления или затвердевания веществ с постоянными температурами фазовых переходов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Область применения

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в которых эксплуатируются твердотельные калибраторы температуры и имеется потребность в повышении точности измерений температуры с помощью термометров и термопреобразователей.

Уровень техники

Известна конструкция ампул температурных реперных точек (см. книгу А.Н.Гордов, О.М.Жагулло, А.Г.Иванова. Основы температурных измерений, Москва, Энергоатомиздат, 1992, с.130), применяемых для градуировки эталонных платиновых термометров сопротивления. Габаритные размеры ампулы данной конструкции: длина 490 мм, диаметр 65 мм. Масса металлов в ампулах этой конструкции составляет несколько килограмм.

Ампула предназначена для градуировки термометров сопротивления с длиной погружаемой части не менее 400 мм и не может быть применена для градуировки прецизионных термометров с меньшей длиной погружаемой части.

Из уровня техники известен патент JP 2004255171 на калибратор для калибровки температуры печи. В устройстве при его нагревании происходит необратимый процесс плавления алюминия (серебра) без образования долговременной «площадки», т.е. в устройстве не реализуется состояние термодинамического равновесия двух фаз металла (жидкой и твердой).

Также недостатком устройства является то, что не воспроизводится температура затвердевания металлов, а именно точки затвердевания металлов являются основными реперными точками.

Также в устройстве нельзя обеспечить фазовое равновесие системы, состоящей из термометрического вещества и градуируемого термометра.

Известны авторские свидетельства SU 1265496 (бюл. №39 от 23.10.86 г.), SU 1368868 (бюл. №3 от 23.01.88 г.) и SU 1700395 (бюл. №47 от 23.12.91 г.). В описаниях этих изобретений фигурирует ампула, предназначенная для воспроизведения реперной точки плавления чистых веществ в жидкостных термостатах. Недостатком описанной конструкции ампулы является наличие в конструкции ампулы выступающих за пределы цилиндрического корпуса бортиков, которые не позволяют поместить ее полностью в цилиндрический колодец твердотельных термостатов портативных калибраторов температуры, что является необходимым условием для воспроизведении реперных точек плавления веществ в твердотельных термостатах.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является известная конструкция ампулы для воспроизведения температуры плавления чистого галлия (см. журнал «Метрология», 1983, №4, с.58-59). Габаритные размеры ампулы: длина 230 мм, диаметр 42 мм. Высота тигля в ампуле 160 мм. Масса химически чистого галлия в ампуле составляет 1,5 кг. Однако большой наружный диаметр корпуса ампулы (42 мм) и большая высота не позволяет использовать ее по назначению для воспроизведения температуры плавления и затвердевания в портативных микропроцессорных калибраторах температуры с твердотельными термостатами с наиболее распространенными диаметрами 30 и 35 мм цилиндрического колодца для сменного металлического блока сравнения, применяемого при градуировке и поверке термометров.

Цель изобретения - повышение точности градуировки термометров и термопреобразователей с малой длиной погружаемой части, в том числе и угловой формы, в переносных микропроцессорных калибраторах температуры с твердотельными термостатами, а также минимизация размеров ампулы и расхода химически чистых металлов и веществ (например, галлия, индия, олова и других металлов и эвтектик, а также других веществ).

Технический результат заявленного изобретения состоит в повышении точности градуировки термометров и термопреобразователей с малой длиной погружаемой части в современных микропроцессорных калибраторах температуры с твердотельными термостатами; сокращении времени выхода на режим плавления или затвердевания веществ с постоянными температурами фазовых переходов за счет уменьшения массы веществ и уменьшения размеров корпуса ампулы; в возможности применения ампулы с твердотельными термостатами с цилиндрическими каналами большего диаметра, чем корпус самой ампулы.

При этом обеспечивается время фазового перехода («площадки» плавления или затвердевания термометрического вещества) не менее 5 часов.

Сущность изобретения

Заявляемый технический результат достигается за счет того, что ампула реперной температурной точки, содержащая цилиндрический стакан с термометрическим веществом, вкладыш с каналом для термометра, помещенный коаксиально в стакан, металлический корпус, отличается тем, что содержит металлическую втулку с регулировочными и стопорными винтами, выполненными с возможностью обеспечения уплотнения конусного соединения стакана с вкладышем, расположенного внутри металлического корпуса, причем наружный диаметр канала для термометра относительно внутреннего диаметра цилиндрического стакана находится в соотношении не более 1:2 при диаметре корпуса ампулы не более 25 мм и длине канала для термометра от 100 до 110 мм.

Дополнительно ампула содержит сменную металлическую трубку, выполненную с возможностью прямого контакта с внутренними стенками твердотельного термостата и корпусом ампулы, при помещении ампулы в твердотельные термостаты с диаметром цилиндрического канала, превышающим диаметр корпуса ампулы.

На чертеже показано устройство малогабаритной ампулы согласно данному изобретению.

На данном примере ампула выполнена со стаканом цилиндрической формы и предназначена для воспроизведения температур плавления и затвердевания химически чистых веществ и эвтектик в портативных калибраторах температуры с внутренним диаметром твердотельных термостатов 30 мм и более. Ампула состоит из стакана (1), выполненного из фторопласта или иного материала, не загрязняющего химически чистое вещество (2), вкладыша (3) с каналом для градуируемого термометра из того же материала, из которого изготовлен стакан (1), металлического корпуса (4), металлической втулки (5) с регулировочными винтами (6), закрепленной в верхнее части корпуса (4) с помощью стопорных винтов (7), металлического опорного кольца (8) и сменной металлической трубки (9).

Металлический корпус (4) позволяет защитить стакан (1) от температурных деформаций при затвердевании веществ, обладающих свойством увеличивать свой объем при затвердевании.

Втулка (5) служит основанием для монтажа регулировочных винтов (6) и позволяет за счет крепления стопорными винтами (7) в корпусе (4) не нарушать форму прямого цилиндра корпуса (4) ампулы.

Регулировочные винты (6) предназначены для обеспечения герметичности конусного соединения вкладыша (3) с фторопластовым стаканом (1).

Стопорные винты (7) предназначены для крепления втулки (5) в корпусе (4) и монтажа регулировочных винтов (6).

Металлическое опорное кольцо (8) служит для предотвращения деформации вкладыша (3).

Сменная металлическая трубка (9) предназначена для улучшения теплопередачи к корпусу (4) ампулы при помещении ее в цилиндрический колодец твердотельного термостата с большим внутренним диаметром, чем наружный диаметр корпуса (4) ампулы.

Наружный диаметр канала для термометра относительно внутреннего диаметра цилиндрического стакана находится в соотношении не более 1:2 при диаметре корпуса ампулы не более 25 мм и длине канала для термометра от 100 до 110 мм. Такие размеры ампулы позволяют обеспечить в комплексе с другими элементами устройства ампулы повышение точности градуировки термометров и термопреобразователей с малой длиной погружаемой части в портативных микропроцессорных твердотельных калибраторах температуры; сокращение времени выхода на режим плавления (затвердевания) вещества с постоянными температурами фазовых переходов за счет уменьшения массы вещества и уменьшения размеров корпуса ампулы.

При изготовлении ампулы сокращается в несколько раз расход химически чистых металлов, эвтектик и других веществ, применяемых в качестве термометрического вещества. Например, масса химически чистого галлия в ампуле данной конструкции составляет 145 г, что в 10 раз меньше, чем у аналога.

1. Малогабаритная ампула реперной температурной точки, содержащая цилиндрический стакан с термометрическим веществом, вкладыш с каналом для термометра, помещенный коаксиально в стакан, металлический корпус, отличающаяся тем, что содержит металлическую втулку с регулировочными и стопорными винтами, выполненными с возможностью обеспечения уплотнения конусного соединения стакана с вкладышем, расположенного внутри металлического корпуса, причем наружный диаметр канала для термометра относительно внутреннего диаметра цилиндрического стакана находится в соотношении не более 1:2 при диаметре корпуса ампулы не более 25 мм и длине канала для термометра от 100 до 110 мм.

2. Малогабаритная ампула реперной температурной точки по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно ампула содержит сменную металлическую трубку, выполненную с возможностью прямого контакта с внутренними стенками твердотельного термостата и корпусом ампулы при помещении ампулы в твердотельные термостаты с диаметром цилиндрического канала, превышающим диаметр корпуса ампулы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано при измерении температуры на оборудовании, применяемом в длительных технологических циклах. .

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано при измерении температуры на оборудовании, применяемом в длительных технологических циклах. .

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к измерению температуры. .

Изобретение относится к области измерения температуры с помощью термоиндикаторных красок и может найти применение, в частности, при термометрировании узлов двигателя.

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано при оценке степени пригодности эксплуатируемого термоэлектрического преобразователя. .

Изобретение относится к теплофизике, а именно к способам поверки параметров термопар. .

Термостат // 2199096
Изобретение относится к термометрии и предназначено для поверки термометров. .

Изобретение относится к способу градуировки сигналов измерений, полученных с использованием оптических волокон, и состоит в том, что на одном конце оптического волокна находится эталонное вещество с известной реперной температурой, что эталонное вещество нагревают, по меньшей мере, до его реперной температуры, что сигнал, поступивший в волокно при достижении реперной температуры, подают в измерительное устройство в качестве калибровочного сигнала и сравнивают в нем с теоретическим значением для реперной температуры, а разность используют для градуировки

Изобретение относится к области тепловых измерений и предназначено для контроля характеристик термопар

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оперативного периодического контроля стабильности эталонных и прецизионных термометров в измерительных, поверочных и калибровочных лабораториях различных отраслей науки и промышленности

Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано для калибровки многоканальных пирометров

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для калибровки термометра по месту. Устройство имеет датчик (S) температуры для определения температуры (Т). Предусмотрен эталонный элемент (К) для калибровки датчика (S) температуры, который, по меньшей мере, частично состоит из ферроэлектрического материала (D), который в актуальном для калибровки датчика (S) температуры температурном интервале претерпевает фазовый переход при, по меньшей мере, одной заданной температуре (Тph). Ферроэлектрический материал (D) выполнен в виде подложки для датчика (S) температуры. Технический результат - повышение точности калибровки. 3 н. и 25 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к системам управления и контроля производственных процессов и может быть использовано для измерения температуры технологической текучей среды. Устройство (12) для измерения температуры технологической текучей среды включает в себя основанный на сопротивлении датчик 32 температуры (RTD), сконфигурированный с возможностью термического соединения с технологической текучей средой. Первое и второе электрические соединения сконфигурированы с возможностью проводить ток через RTD (32). Измерительная схема (36) сконфигурирована с возможностью измерения напряжения на RTD и идентификации соединения с ухудшенной характеристикой с RTD и оперативного измерения температуры технологической текучей среды с использованием электрических соединений. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение предназначено для калибровки скважинных приборов, применяемых при контроле разработок газовых месторождений и при эксплуатации подземных хранилищ газа. Установка для калибровки скважинных термометров-манометров содержит термокамеру, управляемый нагреватель, размещенный в полости термокамеры параллельно калибруемым скважинным приборам, эталонный термометр, эталонный манометр и пульт управления с компьютером. Конструкция снабжена также термокриостатом, а термокамера выполнена в виде горизонтальной металлической ванны с теплоизолированными стенками. На крышке ванны смонтирована гидропанель с трубопроводами грузопоршневого манометра. Внутри ванны установлены блок регулирования температуры в виде электронагревателя, погружного циркуляционного насоса и системы трубопроводов, а также эталонный термометр. На дне ванны установлены подковообразная трубка системы водяного охлаждения с двумя выходящими наружу патрубками с торца ванны и два сменных ложемента для скважинных приборов. С противоположного торца ванны выведены наружу два закрытых кожухом трубопровода с вентилями, соединенные с термокриостатом. Ванна жестко закреплена на раме с опорами. Технический результат - упрощение конструкции, расширение диапазона калибровки. 2 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при испытании и калибровке средств измерения температуры (термодатчиков), преимущественно датчиков температур газовых и воздушных потоков. Устройство содержит последовательно соединенные блок (1) формирования ступенчатого воздействия температуры на термодатчик с температурным и сигнальным выходами, термодатчик (2), измерительный преобразователь (3), вычитающий блок (4), блок (5) преобразования сигнала с термодатчика в затухающий импульсный сигнал и анализатор (6) спектра. Второй вход вычитающего блока (4) подключен к регулируемому источнику (7) сигнала постоянного уровня. Сигнальный выход блока (1) формирования ступенчатого воздействия температуры на термодатчик подключен ко второму входу блока (5) преобразования сигнала с термодатчика в затухающий импульсный сигнал. Технический результат - повышение точности определения динамических характеристик термодатчика за счет получения амплитудного спектра сформированного в устройстве сигнала, связанного с искомыми характеристиками. 9 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для испытания или калибровки средств измерения температуры (термодатчиков), преимущественно датчиков температур газовых и воздушных потоков. Способ заключается в измерении начального и конечного значений сигналов с термодатчика, размещении термодатчика в среде с меньшей температурой, формировании сигнала, равного разности между сигналом с термодатчика и его конечным значением, и определении амплитудного спектра сформированного сигнала. Параметры затухающего переходного процесса, описываемого требуемым числом экспоненциальных составляющих, вычисляют. Технический результат - повышение точности определения параметров затухающего переходного процесса термодатчика. 6 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для дистанционного определения температур поверхностей и элементов объектов техники. Предложен способ калибровки тепловизионного прибора на микроболометрической матрице, заключающийся в том, что тепловизионный прибор включают, выдерживают во включенном состоянии для термостатирования, регистрируют величины сигналов с каждого из чувствительных элементов микроболометрической матрицы. Указанные сигналы оцифровывают, инвертируют и записывают в память контроллера тепловизионного прибора. После чего их суммируют с оцифрованными сигналами с соответствующих чувствительных элементов микроболометрической матрицы. Перед объективом тепловизионного прибора вплотную к нему периодически устанавливают непрозрачную и поглощающую излучение в рабочем диапазоне длин волн микроболометрической матрицы шторку. После чего регистрируют величины сигналов с каждого из чувствительных элементов микроболометрической матрицы. Реализующее способ устройство содержит встроенный в тепловизионный прибор контроллер, соединенный с микроболометрической матрицей, первый, второй и третий таймеры, установленную снаружи тепловизионного прибора перед его объективом шторку, снабженную приводом ее перемещения с концевым выключателем, и логический элемент «И». Технический результат - повышение точности калибровки. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх