Способ контроля полярности термоэлектродов

Авторы патента:

G01K7/02 - с использованием термоэлектрических элементов, например термопар (термоэлектрические или термомагнитные устройства как таковые H01L 35/00,H01L 37/00)

Владельцы патента RU 2780703:

Акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (АО "ОКБМ Африкантов") (RU)

Изобретение относится к области термометрии, а конкретно для контроля полярности термоэлектродов. Предложен способ контроля полярности термоэлектродов, в котором при отсутствии доступа к месту соединения и возможности изменения температуры горячего спая осуществляется нагрев электродов и измерение после нагрева термо-ЭДС на свободных концах компенсационных проводов. Причем перепад температуры осуществляется нагревом только свободных концов холодного спая. По показаниям измерительного прибора определяется полярность термоэлектродов. Технический результат - уменьшение эксплуатационных затрат, а именно возможности определения полярности без изменения режима работы и влияния на эксплуатацию термометрируемых установок. 1.з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области термометрии, а конкретно для контроля полярности термоэлектродов.

Известен Способ определения полярности электродов термопар по знаку термоэлектродвижущей силы (патент SU553478 от 06.06.73 G01K 7/02), заключающийся в локальном нагреве и поочередном введении в измерительную схему холодного и нагретого щупов, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса определения полярности, электроды термопар поочередно подключают к измерительной схеме посредством двух однородных по термоэлектрическим свойствам щупов и судят о полярности по сравнению фиксируемых при этом показаний, причем, перепад температур холодного и нагретого щупов поддерживают постоянным.

Недостатком способа является обязательное наличие доступа для нагрева и подключения и к холодному и к нагретому участку или необходимость демонтажа термопреобразователя из установки.

Наиболее близким по технической сущности и принятый за прототип, является способ контроля полярности соединения компенсационных проводов с электродами термопары при отсутствии доступа к месту соединения (патент SU 1016697 от 27.03.81, G01K 15/00, G01K 7/02), заключающийся в нагреве электродов с присоединенными к ним компенсационными проводами постоянным током и измерении после нагрева термо-ЭДС на свободных концах компенсационных проводов, отличающийся тем, что, "с целью упрощения способа и обеспечения контроля при отсутствии доступа к рабочему спаю термопары, нагрев производят поочередно постоянным током разной полярности, а контроль полярности соединения осуществляют путем сравнения разности между абсолютными значениями термо-ЭДС, измеренными отдельно после нагрева током каждой полярности, с абсолютным значением меньшей из измеренных термо-ЭДС. Метод использует эффект Пельтье, который в данном случае заключается в том, что при пропускании электрического тока через термопару, ее спай помимо нагрева от джоулева тепла будет дополнительно нагреваться или охлаждаться в зависимости от полярности приложенного тока.

Недостатком этого способа является обязательное наличие возможности изменения температуры горячего спая. Недостаток практически неустраним, когда горячий спай не извлекаемо, находится в рабочих условиях установки (например, заделан в стенку сосуда или помещен в теплоноситель) и интенсивно теплообменивается с оборудованием и, соответственно, для достаточного изменения температуры горячего спая требуется создать за счет электронагрева и эффекта Пельтье значительный тепловой поток, что, как правило, несовместимо с последующей работоспособностью термопары, либо требует запуска установки с ее разогревом. Кроме того, пропускание электрического тока через один из термопрообразователей в условиях действующей установки не всегда допустимо по возникновению электрического потенциала на высокочувствительном измерительном оборудовании.

Технической задачей настоящего изобретения является разработка способа и устройства для его осуществления при определении полярности термопар, где перепад температуры между горячим спаем и свободными концами холодного спая осуществляется нагревом холодного спая.

Техническим результатом решения поставленной задачи является уменьшение эксплуатационных затрат, а именно возможность определения полярности без изменения режима работы и влияния на эксплуатацию термометрируемых установок.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе контроля полярности термоэлектродов, содержащий холодный и горячий спай, при отсутствии доступа к месту соединения и возможности изменения температуры горячего спая, заключающийся в нагреве электродов и измерении после нагрева термо-ЭДС на свободных концах компенсационных проводов, перепад температуры осуществляют нагревом только свободных концов холодного спая и по показаниям измерительного прибора определяют полярность термоэлектродов.

При этом нагрев свободных концов холодного спая осуществляют автономно, например, от аккумулятора, что позволяет выполнить устройство переносным и не зависимым от стационарных источников электропитания.

При этом нагреватель выполнен электроизолированным от термоэлектродов для исключения передачи электропотенциала в измерительную схему и термопреобразователь, и снабжен системой контроля и защиты от перегрева путем ограничения мощности для исключения повреждения измерительного блока и термопреобразователя.

При этом только конечный участок термоэлектродов проходит через нагреватель для обеспечения выравнивание температуры на концах холодного спая в соединениях измерительного устройства и позволяет уменьшить мощность нагревателя.

Устройство, осуществляющее предлагаемый способ, изображено на фиг. 1

Устройство состоит из

Термоэлектродов термопреобразователя 1, полярность которых необходимо определить, подключаемых к клеммам 2 измерительного блока 3. Клеммы 2 расположены в области действия нагревателя 4, а конечный участок термоэлектродов 1 проходит через нагреватель 4. К измерительному блоку 3 подключен измерительный прибор 5.

Способ осуществляется следующим образом:

Нагреватель 4 обеспечивает нагрев на время достаточное для создания необходимого перегрева (перепада температуры) между холодным и горячим спаями и по показаниям измерительного прибора 5 определяется полярность термоэлектродов 1.

Нагрев осуществляют, работающим, например, автономно, от аккумулятора нагревателем 4. При необходимости нагреватель 4 может быть выполнен электроизолированным от термоэлектродов 1. Нагреватель 4 при необходимости может быть снабжен системой контроля и защиты от перегрева либо защищен от перегрева путем ограничения мощности.

Таким образом, осуществление в способе контроля полярности термоэлектродов при отсутствии доступа к месту соединения и возможности изменения температуры горячего спая, нагрева электродов и измерении после нагрева термо-ЭДС на свободных концах компенсационных проводов, причем перепад температуры осуществляется нагревом только свободных концов холодного спая автономно и по показаниям измерительного прибора определяется полярность термоэлектродов, позволяет уменьшить эксплуатационные затраты, а именно возможность определения полярности без изменения режима работы и влияния на эксплуатацию термометрируемых установок.

1. Способ контроля полярности термоэлектродов при отсутствии доступа к горячему спаю и возможности изменения температуры горячего спая, заключающийся в нагреве электродов и измерении после нагрева термо-ЭДС на свободных концах компенсационных проводов, отличающийся тем, что перепад температуры осуществляется нагревом только свободных концов холодного спая и по показаниям измерительного прибора определяется полярность термоэлектродов, причем нагрев свободных концов холодного спая осуществляют автономно, а нагреватель выполнен электроизолированным от термоэлектродов и снабжен системой контроля и защиты от перегрева путем ограничения мощности.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что конечный участок термоэлектродов проходит через нагреватель.

Предлагаемая установка относится к средствам и оборудованию, обеспечивающим калибровку и градуировку термоэлектрических преобразователей в диапазоне температур свыше 2000 К. Высокотемпературная установка для градуировки термопар содержит корпус, выполненный из тугоплавкого материала, размещенные внутри корпуса нагреватель с токоподводами, термостойкие электроизоляторы в защитной трубе.

Устройство для измерения температуры газовых потоков // 2777743

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для измерения температуры быстропротекающих высокотемпературных процессов в газодинамике в условиях воздействия повышенных вибрационных нагрузок. Предложено устройство для измерения температуры газовых потоков, содержащее защитный металлический перфорированный наконечник, термопару, проходящую в металлическом корпусе, выступающая часть которой выполнена в виде металлической трубки диаметром d и заканчивающаяся уплощенной лопаткой, торец которой является термоспаем, металлическая трубка имеет уменьшающийся в сторону уплощенной лопатки диаметр, равный 0,4÷0,5 d непосредственно перед лопаткой, а уплощенная лопатка имеет следующие размеры: длина 0,3÷0,4 d, ширина 0,7÷0,8 d, толщина 0,1÷0,2 d.

Прибор для измерения температуры для использования с системой фототермической адресной терапии и связанные способы // 2774735

Настоящее изобретение относится к терапиям на основе энергии и, более конкретно, к системам и способам повышения точности измерений температуры, используемых во время дерматологической терапии на основе энергии. Система измерения температуры для измерения температуры измеряемой поверхности включает: 1) первый датчик температуры; и 2) контрольную поверхность, включающую в себя второй датчик температуры, интегрированный в нее.

Способ измерения температуры модели при вакуумировании в гиперзвуковом потоке // 2773063

Способ относится к области экспериментальной аэротермодинамики, в частности к лабораторным вакуумным аэродинамическим установкам кратковременного действия, обеспечивающим моделирование условий полета летательных аппаратов в верхних слоях атмосферы с большими числами Маха. Способ измерения температуры модели при вакуумировании в гиперзвуковом потоке заключается в измерении комнатной температуры и сигналов датчика теплового потока: нулевого и при пуске гиперзвукового сопла, вычислении температуры при пуске сопла через разность сигналов, деленную на коэффициент передачи датчика теплового потока, и суммировании с комнатной температурой.

Устройство для исследования энергетических и временных параметров светового излучения // 2761119

Изобретение относится к области фотометрии. Оно может быть использовано в экспериментах, связанных с исследованиями воздействия светового излучения на материалы и элементы, применяемые в современной технике, где требуется высокая достоверность значений измеряемых параметров.

Устройство для измерения малых разностей температур // 2760923

Устройство относится к измерительной технике, а именно к измерению градиента температуры объектов с помощью термопар, и может быть использовано в отраслях промышленности и научного эксперимента в составе автоматизированных систем управления (АСУ) в условиях высокого уровня электрических помех. Как правило, задача АСУ сводится к автоматической регулировке температуры объекта таким образом, чтобы значение градиента между выбранными точками имело минимальное значение или поддерживалось на заданном уровне.

Многоканальный датчик температуры // 2760640

Изобретение относится к термоэлектрическим устройствам для измерения температуры и может быть использовано для регистрации температуры высокоскоростных термодинамических процессов, таких как горение ВВ и ПТС. Многоканальный датчик температуры представляет собой подложку 1, например, из ситалла с нанесенными на нее дорожками, например тремя, из контактирующих слоев пары металлов 2 и 3 (например, меди и никеля), способных вырабатывать термо-ЭДС с образованием зоны горячих спаев с площадью сечения S1, S2 и S3 соответственно, при этом S1<S2<S3 или S3<S2<S1.

Способ получения высокотемпературных керамических термоэлектрических преобразователей для высокотемпературной термометрии из нитридов элементов подгрупп титана и ванадия методом окислительного конструирования // 2759827

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для изготовления высокотемпературных термопар из электропроводящей керамики на основе нитридов металлов подгруппы титана и ванадия (Ti, Zr, Hf, V, Та, Nb) методом прямой нитридизации для определения высоких температур до 3000°С. Предложенный способ, используя подход окислительного конструирования, позволяет получить керамический монолитный теплоэлектрический преобразователь из нитридов соответствующих металлов во всех возможных комбинациях.

Измерительный модуль для измерения температуры // 2754756

Изобретение относится к области учебного оборудования и касается конструкции измерительных модулей, например температуры на основе использования термопары хромель-алюмель, применяемых в системах средств обучения, в том числе при проведении лабораторных работ с системой управления измерениями в средних общеобразовательных и высших учебных заведениях, а также при проведении исследовательских работ, оно может быть использовано при изучении физики, акустики, механики, термодинамики, электроники и других учебных дисциплин. И представляет собой измерительный модуль, содержащий разъёмный корпус с элементами фиксации, расположенной в нем печатной платой с микроконтроллером, отверстием в корпусе с размещенным в нем сенсором, связанным с микроконтроллером, и другим отверстием в корпусе с размещенным в нем USB разъемом, связанным с микроконтроллером, в которых корпус снабжен дополнительным отверстием, а сенсор выполнен на основе термопарного чувствительного элемента, расположенного на конце отрезка термопарной проволоки, заключенной в термостойкую изолирующую оболочку.

Защитный наконечник термопары // 2753596

Изобретение относится к области термометрии, а именно к конструкции защитных наконечников термопар для измерения высоких температур в жидких, твердых и газообразных средах (например, в жидких металлах, солевых растворах, шлаках, потоках продуктов сгорания топлив ракетных двигателей и др.). Защитный наконечник термопары имеет наружный чехол из тугоплавкого материала, выполненный многослойным в виде вставленных один в другой без зазора тонкостенных смежных стаканов, изготовленных с продольными сквозными щелями в боковых стенках и повернутых вокруг продольной оси так, что щели смежных стаканов не совпадают.