Устройство для измерения температуры



Владельцы патента RU 2516036:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к технике измерения физической температуры объекта с помощью термопары и может быть использовано в области температурных измерений с использованием термопар, в частности, в литейном производстве для определения скоростей охлаждения различных зон слитка при кристаллизации или закалке. Измеритель температуры содержит компаратор, несколько термопар с дифференциальными усилителями, аналого-цифровой преобразователь и микроконтроллер. Технический результат - повышение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности одновременного измерения температуры в нескольких точках и записи значений температуры с последующим выводом на обрабатывающее устройство. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике измерения физической температуры объекта с помощью термопары.

Известно устройство для измерения температуры, патент РФ №2437068 от 2010.06.30 - пирометр, включающий первый и второй каналы, каждый из которых содержит оптоэлектронный преобразователь и синхронный детектор. Пирометр содержит оптически связанный с первым и вторым каналами модулятор излучения, оптически связанный со вторым каналом источник опорного излучения и соединенный с выходами каналов процессор, подключенный к регистратору. Пирометр содержит источник шумового излучения, который подключен к процессору, и блок управления, подключенный к источнику шумового излучения и синхронным детекторам обоих каналов.

Недостатком данного изобретения является то, что оно позволяет измерить лишь температуру поверхности объекта. Температуру внутренних слоев объекта измерения с помощью этого прибора измерить нельзя.

Известно устройство для измерения температуры, А.С. №839370 от 2005.05.27, содержащее термочувствительный элемент, соединенный с ядерно-квадрупольным резонансным детектором, усилитель, генератор линейно изменяющегося напряжения, две цепи перестройки резонансной частоты, коммутирующий ключ, пороговый блок, вход которого подключен к выходу усилителя, а один из выходов блока к блокирующему входу генератора линейно изменяющегося напряжения; второй выход - инверсный - к управляющего входу коммутирующего ключа, и включенное в цепь информационного высокочастотного выхода ядерно-квадрупольного детектора, аналоговый выход которого подключен через усилитель к одной из цепей перестройки резонансной частоты, а вторая цепь перестройки резонансной частоты подключена к выходу мостовой схемы. В устройстве используют датчик температуры и мостовую схему измерения его сигнала, а пороговый блок выполнен в виде триггера Шмидта.

Недостаток устройства - оно измеряет температуру лишь в одной точке и достаточно сложно в изготовлении из-за большого количества элементов.

Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство для измерения температуры с непосредственным отсчетом (патент РФ №2017088). Изобретение относится к температурным измерениям с использованием термопары, датчика температуры, первого и второго дифференциального усилителя, источника опорного напряжения.

Недостаток устройства - неспособность измерять одновременно температуру в нескольких точках, кроме того, данный прибор не может осуществлять запись значений измерений для последующей обработки.

Задача изобретения - создание измерителя, одновременно снимающего показания в интервале температур в нескольких точках исследуемого объекта и сохраняющего их для дальнейшей обработки.

Устройство для измерения температуры содержит термопары, дифференциальные усилители. Каждая из термопар подключена к входу своего дифференциального усилителя, выход которого подключен к входу общего компаратора. Компаратор подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу микроконтроллера, соединенного первой шиной обмена данных с клавиатурой, второй шиной обмена данных с портом связи с компьютером, первый выход которого соединен с входом цифрового индикатора и вторым выходом с входом компаратора для образования обратной связи.

Микроконтроллер сохраняет данные и при необходимости выводит их на персональный компьютер для дальнейшей обработки. С помощью обратной связи микроконтроллер может управлять работой компаратора, задавая границы принимаемого сигнала с термопар.

На фиг.1 изображена принципиальная схема работы заявляемого устройства для измерения температуры.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в следующем. В результате включения в схему работы компаратора 3 и микроконтроллера 5 появляется возможность получать данные в интервале температур с нескольких термопар от 1-N одновременно, сохранять их и передавать для дальнейшей обработки. На пути движения сигнала от термопар с 1-N, соединенных с дифференциальными усилителями ДУ1, ДУ2, …, ДУ, до N к микроконтроллеру 5 расположен компаратор 3. Компаратор 3 отсекает не попадающие в интервал температур значения, затем сигнал с помощью АЦП 4 преобразуется в цифровую форму, и уже нужные данные попадают для обработки на микроконтроллер 5. Причем наличие компаратора 3 между микроконтроллером 5 и термопарой 1 дает возможность одновременно принимать сигнал с термопар от 1-N одновременно. Микроконтроллер 5 имеет возможность через обратную связь управлять работой компаратора 3, настраивать рабочие интервалы температур, воспринимаемые компаратором 3. Также микроконтроллер 5 выводит получаемые данные на индикатор 7 и данные через порт RS232 8 на компьютер. Управление работой микроконтроллера 5 и устройства в целом осуществляют через клавиатуру 6.

Устройство для измерения температуры, содержащее термопары, дифференциальные усилители, отличающееся тем, что оно состоит из двух и более термопар, каждая из которых подключена к входу своего дифференциального усилителя, выход которого подключен к входу общего компаратора, компаратор подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу микроконтроллера, соединенного первой шиной обмена данных с клавиатурой, второй шиной обмена данных с портом RS232, первый выход микроконтроллера соединен с входом цифрового индикатора и второй выход - с входом компаратора для образования обратной связи.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для проведения длительного и непрерывного измерения температуры газовой или жидкой среды, в том числе агрессивной, а также при отсутствии возможности периодической поверки или замены измерительной части устройства.

Предлагаемое изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в процессе теплоизмерений. Заявлен цифровой измеритель температуры, содержащий источник 1 опорного напряжения, соединенный своим выходом с переключателем 2, выходы которого соединены через датчик 3 температуры и цифроуправляемое сопротивление (ЦУС) 4 с входами усилителей 5 и 6 постоянного тока.

Изобретение относится к области термического анализа и может быть использовано для определения фазовых переходов извлеченной из стального расплава пробы. Заявлен погружной зонд, имеющий погружной конец измерительной головки, в которой расположены имеющая впускной канал пробоотборная камера и выступающая своим горячим спаем в пробоотборную камеру термопара, которая имеет кабельный ввод для сигнальных кабелей термопары.

Изобретение относится к взрывозащищенным головкам датчиков температуры. Головка состоит из коробки в форме эллиптического цилиндра со скосом сверху под углом к ее оси, совпадающей с осью цилиндра с отверстием.

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано в системах контроля технологических процессов. .

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в термометрии. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для одновременного измерения в заданном участке температуры, теплового потока и давления. .

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано при тепловых испытаниях конструкций для определения их поверхностных температурных полей. .

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при определении коэффициента излучения поверхности материалов. .

Изобретение относится к области энергетики, в частности к тепловым измерениям и измерениям расхода углероводородных горючих и теплоносителей. .

Группа изобретений относится к передатчикам параметров процесса, используемым в системах управления технологическими процессами и мониторинга. Передатчик (10) параметров процесса для измерения температуры производственного процесса включает в себя первый электрический соединитель (1), сконфигурированный с возможностью соединения с первым проводом термопары, при этом первый электрический соединитель (1) включает в себя первый электрод (1A) и второй электрод (1B). Первый и второй электроды сконфигурированы с возможностью электрического соединения с первым проводом (18B) термопары. Второй электрический соединитель (2) сконфигурирован с возможностью соединения со вторым проводом (18A) термопары, при этом второй электрический соединитель (2) включает в себя третий электрод (2A) и четвертый электрод (2B). Третий и четвертый электроды сконфигурированы с возможностью электрического соединения со вторым проводом (18A) термопары. Второй провод выполнен из материала, отличного от материала первого провода. С первым и вторым электрическими соединителями соединена измерительная схема (28), сконфигурированная с возможностью выдачи выходного сигнала, связанного с температурой термопары. Измерительная схема дополнительно сконфигурирована с возможностью определения полярности термопары на основе, по меньшей мере, одного измерения, выполненного, по меньшей мере, между двумя электродами из числа первого, второго, третьего и четвертого электродов. Технический результат заключается в возможности определения полярности термопары. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для измерения температуры быстропротекающих высокотемпературных процессов в газодинамике. Устройство содержит термопару в металлическом корпусе, рабочий спай которой расположен внутри защитного наконечника, выступающего за пределы корпуса. Выступающая за пределы корпуса часть термопары выполнена в виде металлической трубки диаметром d, заканчивающейся уплощенной лопаткой, торец которой является рабочим термоспаем, металлическая трубка имеет уменьшающийся в сторону уплощенной лопатки диаметр, равный 0,4÷0,5 d, а уплощенная лопатка имеет следующие размеры: длина 0,3÷0,4 d, ширина 0,7÷0,8 d, толщина 0,1÷0,2 d, при этом в металлической трубке размещены термопровода, изолированные друг от друга и от трубки, переходящей в уплощенную лопатку, и имеющие диаметр, уменьшающийся пропорционально уменьшению диаметра трубки и сохраняющийся постоянным внутри уплощенной лопатки, защитный наконечник выполнен металлическим и перфорированным. Технический результат - повышение быстродействия устройства при сохранении его механической прочности и устойчивости к газодинамическим нагрузкам измеряемого потока. 1 ил.

Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано для определения скорости изменения температуры среды. Частотно-импульсный измеритель скорости изменения температуры содержит дифференциальную термопару 1 из термопар 2 и 3 с различными постоянными времени, усилитель 4, электронный ключ 5 с запоминающей емкостью 6 на выходе. Блок выделения модуля 7 и генератор управляемой частоты 8 соединен с выходом устройства и через блок задержки 9 подключен к управляющему входу электронного ключа 5, а также через генератор 8, стандартизатор импульсов 10 и инвертор 11 связаны через селектируемые пиковые детекторы 12 и 13 с электродами термопары 2. Выход стандартизатора 10 связан через детектор 13, а выход инвертора - через детектор 12. Выход ключа 5 с емкостью 6 соединен через компаратор 14 со знаковым выходом устройства, управляющим входом детектора 12 и через логическую схему «НЕ» 15 с управляющим входом детектора 13. Технический результат - обеспечение высокой точности и быстродействия при определении скорости изменения температуры. 1 ил.

Изобретение относится к области температурных измерений и может быть использовано при наземных испытаниях элементов летательных аппаратов. Устройство для измерения разности температур содержит два встречно включенных термоприемника 1 и 2, находящихся при температурах t1 и t2 в контролируемой среде, усилитель 3, делитель напряжения 4 из последовательно соединенных резисторов 5-9. При этом резистор 7 является реохордом, а резисторы 6 и 8 являются цифровыми управляемыми сопротивлениями. Устройство также содержит измерительный прибор разности температур 10, два постоянных запоминающих устройства 11 и 12, аналого-цифровой преобразователь 13, второй измерительный прибор 14, связанный с дополнительным термопреобразователем 15, помещаемым в среду с температурой t1 или t2. Выходы ПЗУ 11 и 12 связаны с цепями управления цифровых управляемых сопротивлений 6 и 8 для введения коррекции на нелинейность термопар. Технический результат - повышение быстродействия и надежности работы предлагаемого устройства. 1 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при проведении термометрических измерений. Заявлены термоэлектрическая система, способ гашения колебаний термоэлектрической системы и компрессор, содержащий указанную термоэлектрическую систему. Термоэлектрическая система содержит канал для ввода термопар, выполненный с возможностью введения в конструкцию, через которую протекает среда, удлиненный датчик, установленный частично внутри канала для ввода термопар и выполненный с возможностью измерения температуры, по меньшей мере одно уплотнительное кольцо, расположенное вокруг удлиненного датчика на первом конце и выполненное с возможностью гашения колебаний удлиненного датчика путем осуществления контакта с каналом для ввода термопар, и эластомерный материал, расположенный вокруг удлиненного датчика на втором конце и предназначенный для гашения колебаний удлиненного датчика путем осуществления контакта с каналом для ввода термопар. Причем контакт между уплотнительным кольцом и каналом для ввода термопар является неплотным, так что гасящая колебания текучая среда способна проходить мимо уплотнительного кольца в указанный канал. Технический результат - уменьшение проявления деструктивных явлений в термопарах. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для изготовления термопар. Согласно заявленному способу перед изготовлением термопары готовят два проводника из разных сплавов диаметром 0,3 мм. Далее осуществляют проковку термоэлектродов, которые сплющивают до толщины 9-10 мкм на месте спая и соединяют с помощью точечной сварки. Технический результат - повышение чувствительности термопары и уменьшение инерционности.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в процессе измерения температуры объекта. Заявлен электрический штекерный соединитель для контактирования с ответным штекерным соединителем и для электрического подключения по меньшей мере одного первого и одного второго проводника термоэлемента, включающий по меньшей мере одно проводящее электрический ток первое и второе контактное средство. Причем первый проводник термоэлемента присоединен к первому контактному средству и второй проводник термоэлемента присоединен ко второму контактному средству. Электрический штекерный соединитель также содержит по меньшей мере один первый электрический датчик температуры, который снабжен областью регистрации температуры и по меньшей мере одним первым и вторым электрическим контактом. При этом по меньшей мере одна часть области регистрации температуры первого датчика температуры с помощью стыкового соединения непосредственно соединена с первым контактным средством, а другая часть области регистрации температуры первого датчика температуры посредством стыкового соединения присоединена ко второму контактному средству. Технический результат - повышение точности измерения температуры. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для проведения температурных измерений. Устройство для измерения температуры содержит мост, собранный на резисторах R1, R2, R3, R4, питаемый от источника стабилизированного напряжения Uстаб (точки b, c). К измерительной диагонали моста (точки a, d) подключены отрицательный электрод термопары и движок (ползунок) потенциометра R5, связанного через входную цепь усилителя 6 с положительным электродом термопары. Выход усилителя 6 через последовательно соединенные генератор управляемой частоты 7 и преобразователь частоты в напряжение 8 подключен к выводам потенциометра R5, первый вывод которого соединен с входом усилителя 6, а выход генератора 7 подключен также к выходу Fвых устройства. Технический результат: повышение быстродействия и надежности устройства. 1 ил.

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для осуществления мониторинга измерения температуры в труднодоступных местах и в средах. Согласно заявленному способу используют термопару 1 с твердой оболочкой 2 на рабочем спае 3, выполненную из плавкого вещества, с температурой плавления, соответствующей условию: tпл.п.в=(0,0001-0,6)tпл.ис.ср, где tпл.п.в - температура плавления плавкого вещества оболочки, °C; tпл.ис.cp - температура плавления исследуемой среды, °C. При этом в формовочную смесь литейной формы вводят термопару 1 с оболочкой 2 в зону замера температуры чугуна отливки до контакта поверхности оболочки 2 с поверхностью исследуемой среды, а съем информации ведут в процессе монотонного изменения физического состояния исследуемой среды. Технический результат - повышение точности измерения температуры. 1 ил.

Изобретение относится к области измерения температур. Устройство для измерения температуры, содержит две встречно включенные измерительную и дополнительную термопары. Дополнительная термопара снабжена последовательно включенными источником стабилизированного напряжения и делителем напряжения, образованным сопротивлением и реохордом. Обе термопары присоединены к мостовой потенциометрической схеме с усилителем разбаланса, первый и второй выходы которого соединены соответственно с реохордом делителя напряжения и измерительным реохордом мостовой потенциометрической схемы. Устройство также дополнительно содержит последовательно соединенные делитель частоты, двоичный умножитель частоты и реверсивный счетчик импульсов, а также генератор управляемой частоты и четыре цифровых управляемых сопротивления (ЦУС). Первое и второе ЦУС включены последовательно в цепь делителя напряжения второй термопары, а третье и четвертое ЦУС - последовательно с измерительным реохордом мостовой потенциометрической схемы. Кодовые входы первого и третьего ЦУС, а также второго и четвертого ЦУС объединены и соединены соответственно с прямыми и инверсными выходами реверсивного счетчика импульсов, вычитающий вход которого связан с частотно-импульсным выходом устройства и двоичным умножителем частоты. Технический результат - повышение быстродействия и надежности устройства. 1 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2014-05-20 2014-05-19T14:30:10
Наверх