Способ измерения температуры среды в лучистом потоке

 

Союз Советскиз

Социалистическиз

Респубпик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ .К АВТОРСКОМУ СВИ ТЕЛЬСТВУ (u) 741067 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.10.76 (21) 2418779/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 1506.80. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 1506.80 (51)М. Кл.

G 01 3 5/12

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (Я3) УДК 536.52 (088.8) (72) Авторы изобретения

И.A.Koðoá÷åíêo, В.В.Антонов и A.A.Èåís (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ СРЕДЫ

В ЛУЧИСТОМ ПОТОКЕ

Изобретение относится к технике измерения температуры и может быть использовано для измерения температуры среды, нагреваемой лучистым потоком, например, температуры диапозитивов в проекционных системах, температуры линз и других оптических элементов температуры деталей в топках паровых котлов, температуры воздуха в тени (при наличии рассеянного лучистого потока) и на солнце.

Известны способы измерения температур с учетом погрешности термопар только в отсутствии лучистого потока, например, при измерении в 15 магнитном поле (1).

Температуру объектов, нагреваеьых лучистым потоком, определяют либо расчетным путем, либо измеряют с помощью термопар. 20

Наиболее близким техническим решениеМ является способ измерения температуры среды в лучистом потоке, использующий экранирование термопары (2). Этот способ, предназначенный 25 для повышения точности измерения температуры в топках паровых котлов, заключается в том, что рядом с термопарой устанавливается постоянный экран (в первом случае — пластина, 30 во втором — наконечник), предотвращающий прямое попадание лучистого потока на чувствительный элемент термопары.

Недостатком известных способов является их низкая точность, вызванная тем, что во-первых, постоянный экран закрывает и часть среды, температуру которой измеряют, вследствие чего искажается температурное поле среды в месте контакта с нею термопары; во-вторых,не исключается попадание на термопару рассеянного лучистого потока; в-третьих, постоянный. экран, нагреваясь, сам служит источником вторичного (вредного) излучения, попадающего на термопару и искажающего ее показания;точность. измерения температуры зависит от материала и геометрической форьы экрана, а также от чистоты обработки чувствительного элемента термопары. Постоянный экран не может дать высокую точность измерения температуры в случае большой разницы коэффициентов поглощения среды и термопары, например, при измерении температуры стекла.

Цель изобретения — повьдаение точности измерения температуры.

741067

Поставленная цель достигается тем, что в фиксируемый момент времени экранируют от лучистого потока термопару вместе с исследуемой средой, регистрируют изменение температуры охлаждающейся термопары во времени, определяют границу ускоренного и замедленного режимов охлаждения термопары (первый — остывание перегретой лучистым потоком термопары до температуры.среды, второй — охлаждение термопары вместе со средой) и по характеру изменения температуры í замедленном режиме охлаждения судят о значении температуры исследуемой среды в момент .экранировки лучистого потока.

На фиг.1 изображено устройство, иллюстрирующее реализацию предлагаемого способа; на фиг.2 — зависимость температуры спая термопары .от времени; на фиг.3 — реальная, записанная прибором, кривая зависимости температуры от времени.

Устройство (фиг.1) представляет собой часть оптического узла проектора и содержит термопару 1, помещенную между двумя диапозитивами 2 и подключенную к записывающему прибору

3, лампу 4, посылающую через конденсатор 6 лучистый поток на диапозитивы 2 и непроницаемую шторку 6, которая может в любой момент времени перекрыть лучистый поток. Шторка 6 может быть любой формы и иэ любого материала при условии, что эа время регистрации температуры охлаждающейся термопары (от t до t фиг.2) лучистый поток исследуемого диапазона не пройдет через нее или не будет воздействовать на термопару.

Способ реализуется следующим образом.

Вначале фиксируются с помощью записывающего прибора показания термопары, спай которой расположен на поверхности исследуемой среды и облучается вместе с ней лучистым потоком.

Затем быстро перекрывается непроницаемой шторкой падающий лучистый поток. При этом записывающий прибор регистрирует убывание температуры спая. Зависимость температуры спая термопары от времени (фиг ° 2) состоит иэ трех участков 1, 2 и 3. Участок 1 характеризует суммарную температуру Т вЂ .Отемпературу среды и перегрев термопары от непосредственного воздействия на нее лучистого потока.

Перекрытие лучистого потока непроницаемой шторкой в момент времени (на кривой ему соответствует точ4 ка A), приводит к охлаждению термопары и среды с разными скоростями

3а счет малой теплоемкости термопары охлаждение перегретого спая термопары до температуры среды (на кривой

20, термопары лучистом потоком.

Формула изобретений

10

35 точка Б) происходит сравнительно быстро (участок 2), в то время как остывание самой среды (зависящее от условий охлаждения) происходит значительно медленнее (участок 3).

На участке 3 за время от t до температура спая изменяется так же, как и температура среды, Поскольку остывание среды подчиняется одной и той же закономерности для всех моментов времени, начиная с момента перекрытия лучистого потока, t4, можно экстраполяцией участка

3 кривой определить положение точки

В и найти, таким образом, действительную (невоэмущенную) температуру Тд среды в момент перекрытия лучистого потока., Таким образом, способ позволяет определить температуру среды с учетом погрешностей, вызванных перегревом

Использование способа измерения температуры среды в лучистом потоке обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: возможность получения действительной температуры среды с повышенной точностью, близкой к точности, определяемой классом измерительного приборау воэможность исследования влияния различных участков спектра на тепловой режим среды; воэможность определения погрешностей термопар при измерении температур в лучистом потоке, что особенно важно в современном оптическом приборостроении с использованием излучателей больших энергий.

Способ измерения температуры среды в лучистом потоке, использующий экра- нирование термопары, о т л и ч а ю— шийся тем,что,с целью повышения точности, измерения температуры,в фиксируемый момент времени экранируют от лучистого потока термопару вместе с исследуемой средой, регистрируют изменение температуры охлаждающейся термопары во времени, определяют границу ускоренного и замедленного режимов охлаждения термопары и по характеру изменения теМпературы в ,замедленном режиме охлаждения судят о значении температуры исследуемой среды в момент экранировки лучистого потока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9481792, кл. G 01 К 7/02, 1974.

2. Авторское свидетельСтво СССР

9463009 кл. G 01 К 7/02, 1973, Составитель В.Петухов.

Техред A.Ùåïàÿñêàÿ Корректор М.Демчик

Редактор П.Макаревич

Заказ 3321/4

Тираж 713 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент,r . Ужгород, ул. Проектная, 4