Устройство для измерения минусовых температур среды в сосудах из немагнитных материалов

 

О П И С А Н И Е З73550

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскит

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Ы.Кл. G 01k 7, 38

Заявлено 06.1.1971 (№ 1611320/18-10) с присоединеяием заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 12Л1!.1973. Бюллетель № 14

Дата опубликования описания 12Л 1,1973 иомитет по девам изобретений и открытий при Сосете. й1ииистрое

СССР

УДК 536.5.082.74 (088.8) Авторы изобретения

В. Г. Валдаев, В. К. Дедков и В. А. Керножицкий

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МИНУСОВЫХ ТЕМПЕРАТУР

СРЕДЫ В СОСУДАХ ИЗ НЕМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение может быть использовано в холодильных установках, системах термостатирования и установках по снижению газов и их хранению.

Известны устройства для измерения минусовых температур среды в сосудах из немагнитных материалов, содержащие чувствительный элемент (термоприемник) и измерительную схему. В этих устройствах термоприемник (например термопара, катушка с антиферромагнитным сердечником или термосопротивление) находится в прямом механическом контакте со средой, температуру которой измеряют.

Недостатком существующих устройств являются тепловые методические погрешности, обусловленные искажением теплового поля термоприемником. Кроме того, для механического контакта термоприемника со средой (особенно агрессивной), находящейся под давлением или в жидком состоянии при низких температурах, необходима тщательная герметизация мест вывода термоприемников из сосудов.

Для уменьшения тепловых погрешностей измерения, упрощения конструкции измерительного элемента и надежной герметизации сосуда в предлагаемом устройстве с внутренней стороны стенки сосуда укреплен термоприемник в виде якоря, изготовленный пз антиферромагнетика, а с наружной стороны сТсНКН сосуда размещено ярмо из ферромагнитного материала, образующее совместно с якорем замкнутый магнитопровод измерительного

5 элемента.

Кроме того, для измерения температурной зависимости магнитного сопротивления магнитопровода, обусловленной функциональной зависимостью магнитной восприимчпвости от

lo его температуры, на ярмо намотана катушка, включенная в электрическую схему измерения, а для ускорения теплообмена между средой и термоприемником части его поверхности придана ребристая форма.

15 На чертеже представлено описываемое устройство, содержащее измерительный элемент термоприемник 1 в виде якоря, расположенный внутри сосуда 2, и ярмо 8 с катушкой 4, подключенной к измерительной схеме о.

26 Работа устройства основана на эффекте изменения магнитных свойств антиферромагнетиков с изменением минусовых температу р.

Известно, что магнитная восприимчивость антиферромагнетиков изменяется с изменением

25 температуры выше антиферромагнитной точки

Кюри, а при приближении к ней достигает экстремального значения.

По мере охлаждения или нагрева термоприемника 1 жидкостью или газом, находящимся

30 в сосуде 2, изменяется магнитная восприимчи373550

Составитель И, Дубсон

Техред Т. Курилко

Корректор А. Даесова

Редактор С. Хейфиц

Заказ 2508 Изд. ЛЪ 1284 Тираж 755 Подписное

ЦИИИПИ Коип гета по дел Iì пзобрромний и открытий пра Созете Мжис1ров СССР

Мо кпа, ilaw-35, Раушжая наб., д. 4/5

Обл. тип. Костромского 1.прг:»Ic. пп издательств, пол п рафии II кии нмой торговли вость материала термоприемника, а следовательно, изменяется магнитное сопротивление замкнутого магнитопровода, образованного термоприемником (якорем) 1 и ярмом 8. Происходящее при этом изменение индуктивности катушки 4 фиксируется измерительной схемой о.

Наличие термоприемника, связанного с измерительным устройством через стенку сосуда посредством магнитного поля и находящегося непосредственно в среде, температуру которой измеряют, позволяет значительно уменьшить температурные погрешности и инерционность устройства. При этом отпадает необходимость иметь в стенке сосуда отверстие для установки термоприемника, что существенно облегчает герметизацию сосуда и повышает надежность как предлагаемого устройства, так и сосуда.

Инерционность предлагаемого устройства, обусловленную тепловой инерцией термоприемника, легко может регулировать, например, за счет придания части его поверхности ребристой формы.

Нижний предел измеряемых температур совпадает с антиферромагнитной точкой Кюри и может варьироваться выбором материала термоприемника в достаточно широких пределах.

Так, в случае безводных солей МпС12, Со$04, FeSO4, NiS0g он соответетвенно равен 2 К;

15,ГК; 21 К и 37 К. В этих же целях могут быть использованы элементы Мп, Сг и ряд сплавов на их основе и т. д.

Предмет изобретения

1. Устройство для измерения минусовых температур среды в сосудах из немагнитных материалов, содержащее измерительный элемент, включенный в электромагнитную цепь измерения, отличающееся тем, что, с целью

l0 уменьшения тепловых погрешностей измерения, упрощения конструкции измерительного элемента и надежной герметизации сосуда, с внутренней стороны стенки сосуда укреплен термоприемник в виде якоря, изготовленный

15 из антиферромагнетика, а с наружной стороны стенки сосуда размещено ярмо из ферромагнитного материала, образующее совместно с якорем замкнутый магнитопровод измерительного элемента, 20 2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью измерения температурной зависимости магнитного сопротивления магнитопровода, обусловленной функциональной зависимостью магнитной восприимчивости материа25 ла термоприемника от его температуры, на ярмо намотана катушка, включенная в электрическую схему измерения.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью ускорения теплообмена между ,":0 средой и термопрнемником, части его поверхности придана ребристая форма.