Измеритель температуры

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к области измерительной техники, в частности к приборам для измерения температуры локальных участков поверхности. Решаемая техническая задача в предлагаемой полезной модели заключается в устранении зависимости результатов измерений от температуры окружающей среды, в уменьшении постоянной времени замера температуры и в обеспечении возможности одновременных измерений в местах не прямой видимости и доступности. Решаемая техническая задача в измерителе температуры, содержащем первичный преобразователь информации, последовательно соединенные электронный измерительный блок и соединительный элемент, достигается тем, что соединительный элемент выполнен в виде гибкого элемента с коэффициентом теплопроводности 1 не более 0,2 Вт/м·К, с электроизолирующей оболочкой с электропроводящими проводами, устройство дополнительно содержит n-1 первичных преобразователей информации, каждый из n из них последовательно размещен в гибком элементе с теплоизолирующим слоем, имеющим коэффициент теплопроводности 2 не более 0,02 Вт/м·К, и соединен соответственно с электропроводящими проводами гибкого элемента, причем контактная поверхность каждого первичного преобразователя информации находится вне гибкого элемента, где n натуральный ряд чисел от 1 до . 2 илл.

Полезная модель относится к области измерительной техники, в частности к приборам для измерения температуры локальных участков поверхности.

Известно устройство для локального измерения температуры, включающее температурный датчик, выполненный в виде резистивного датчика, подключенного по трехпроводной схеме, управляемый генератор тока, масштабирующий усилитель баланса моста, сумматор, аналого-цифровой преобразователь, первый-третий резисторы, жидкокристаллический индикатор и соединенный с ним и шинами питания монитор питания, при этом первый вывод температурного датчика соединен с выходом управляемого генератора тока, связанного с отрицательной шиной питания, первым входом сумматора и первым сигнальным входом аналого-цифрового преобразователя, второй вывод температурного датчика подключен к первому входу масштабирующего усилителя баланса моста, а третий вывод температурного датчика к первому резистору, второй управляющий выход масштабирующего усилителя баланса моста подключен ко входу управляемого генератора тока, а третий его выход к точке соединения второго и третьего резисторов, второй вывод второго резистора связан со вторым выводом первого резистора, положительной шиной питания и вторым входом сумматора, а второй вывод третьего резистора заземлен, при этом выход сумматора связан с первым входом опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя, группа выходов которого подключена к группе входов жидкокристаллического индикатора, причем температурный датчик может представлять собой платиновый термометр сопротивления. Патент РФ 2296962, опубликованный 10.04.2007 г.

Известен измеритель температуры, выбранный в качестве прототипа, который содержит последовательно соединенные первичный преобразователь информации, соединительный элемент и электронный измерительный блок. «Термостаты и показывающие термометры», Каталог фирмы «ЮМО», оборотная сторона титульного листа журнала «Средства измерения температуры», Издательство JUMO, ООО Фирма «ЮМО», 115162, ул. Люсиновская, д. 70, г. Москва. Копия прототипа прилагается к материалам данной заявки.

Недостатком измерителя температуры по прототипу является наличие погрешности измерения, обусловленной неопределенным временем установления измеряемого сигнала, невозможность установки первичного преобразователя информации в местах не прямой доступности и видимости, и наличие зависимости результатов измерений от температуры окружающей среды.

Решаемая техническая задача в предлагаемой полезной модели заключается в устранении зависимости результатов измерений от температуры окружающей среды, в уменьшении постоянной времени замера температуры и в обеспечении возможности измерений в местах не прямой доступности и видимости.

Решаемая техническая задача в измерителе температуры, содержащем первичный преобразователь информации, последовательно соединенные электронный измерительный блок и соединительный элемент, достигается тем, что соединительный элемент выполнен в виде гибкого элемента с коэффициентом теплопроводности 1 не более 0,2 Вт/м·К, с электроизолирующей оболочкой с электропроводящими проводами, устройство дополнительно содержит n-1 первичных преобразователей информации, каждый из n из них последовательно размещен в гибком элементе с теплоизолирующим слоем, имеющим коэффициент теплопроводности 2 не более 0,02 Вт/м·К, и соединен соответственно с электропроводящими проводами гибкого элемента, причем контактная поверхность каждого первичного преобразователя информации находится вне гибкого элемента, где n натуральный ряд чисел от 1 до .

Контактная поверхность каждого первичного преобразователя информации - это поверхность первичного преобразователя информации, которая касается поверхности, температура которой измеряется.

На фиг. 1 изображена блочная схема предлагаемого измерителя температуры.

На фиг. 2 изображен соединительный элемент в разрезе, с первичным преобразователем информации.

Измеритель температуры (фиг. 1, 2) содержит первичные преобразователи информации 1n в количестве n, где n=3, последовательно соединенные электронный измерительный блок 2 и соединительный элемент, причем соединительный элемент выполнен в виде гибкого элемента 3 с коэффициентом теплопроводности 1 не более 0,2 Вт/м·К, с электроизолирующей оболочкой 4 с электропроводящими проводами 5, каждый из n первичных преобразователей информации 1n размещен в гибком элементе 3 с теплоизолирующим слоем 6, имеющим коэффициент теплопроводности 2 не более 0,02 Вт/м·К, и соединен соответственно с электропроводящими проводами 5 гибкого элемента, причем контактная поверхность каждого первичного преобразователя информации 1 находится вне гибкого элемента 3. n это натуральный ряд чисел от 1 до . В примере конкретной реализации n=3.

Гибкий элемент 3 имеет коэффициент теплопроводности 1 не более 0,2 Вт/м·К, а теплоизолирующий слой 6 имеет коэффициент теплопроводности 2 не более 0,02 Вт/м·К. Данные условия необходимы для достижения поставленной технической задачи.

Теплоизолирующий слой 6 имеет коэффициент теплопроводности 2 не более 0,02 Вт/м·К., а гибкий элемент 3 имеет коэффициент теплопроводности 1 не более 0,2 Вт/м·К. Значение данных величин именно такое, так как при других значениях этих величин не будет достигнута решаемая техническая задача.

Соединительный элемент, выполненный в виде гибкого элемента 3, представленный на фиг. 2, содержит электроизолирующую оболочку 4, электропроводящие провода 5, например, три провода. Имеется зазор 7 между элементами гибкого элемента 3. На фиг. 2 представлено соединение гибкого элемента 3 с первичным преобразователем информации 1.

Гибкий элемент 3 может быть выполнен из поливинилхлоридной трубки, его электроизолирующая оболочка 4 может быть выполнена также из материала - поливинилхлорида, а теплоизолирующий слой 6 может быть выполнен из пенопласта.

Электронный измерительный блок 2, в примере конкретной реализации, может быть выполнен аналогично принципиальной схеме, приведенной на стр. 52 «Система обогрева на базе измерителя-регулятора ТРМ 202 и микроконтроллера ATMEL» Сергей Шишкин (Нижегородская обл.), Журнал «Современная электроника» 6, 2010 г. стр. 50-53. Издательство «СТА-ПРЕСС», г. Москва, 119313, а/я 26. Копия данных страниц журнала прилагается к материалам заявки на полезную модель.

В качестве первичного преобразователя информации 1 может быть покупное изделие DS 1775 фирмы DallasSemiconductor, характеристики которого приведены на стр.120 журнала «Компоненты и технологии» 3 2001 г., Издательство 121351, г. Москва, ул. Ивана Франко, д. 40, к. 1, стр. 2. Копию страниц 116-122 данного журнала прилагаем к материалам подаваемой заявки.

Рассмотрим предлагаемый измеритель температуры в работе. Последовательность работы предлагаемого измерителя температуры следующая. Измеритель температуры подключают к блоку питания, который на чертежах не показан. Включают питание измерителя температуры. Предварительный этап подготовки измерений заканчивают тогда, когда стабильно устанавливается значение температуры на индикаторе электронного измерительного блока 2, что свидетельствует о готовности прибора к измерениям. Далее первичные преобразователи информации 1n устанавливают на соответствующие точки поверхности плотно, без зазора между поверхностью и плоскостями первичных преобразователей 1n. Измерение заканчивают тогда, когда стабильно устанавливается значение измеряемой температуры на индикаторе прибора, это свидетельствует о «нагреве» или «охлаждении» первичных преобразователей 1n до температуры контролируемой поверхности. На одно измерение температуры требуется от 2 сек. до 5 сек. Измерение температуры следующих точек поверхности проводят аналогично, установив первичные преобразователи 1n на эти точки, используя гибкость гибкого элемента 3. По сравнению с прототипом, предлагаемый измеритель температуры устраняет зависимость результатов измерений от температуры окружающей среды, уменьшает постоянную времени замера температуры и обеспечивает возможность измерений в местах не прямой видимости и обеспечивает возможность одновременного измерения температуры в разных точках объекта. На табло электронного измерительного блока 2 отображается информация о номере первичного преобразователя информации 1 и о температуре. Информацию о номере первичного преобразователя информации 1 можно получить в электронном измерительном блоке 2 или, подключив персональный компьютер к первичным преобразователям информации 1n через гибкий элемент 3, например, если в качестве первичных преобразователей информации 1n будут использованы 1775. В предлагаемом измерителе температуры устраняется зависимость результатов измерений от температуры окружающей среды по сравнению с прототипом за счет наличия теплоизолирующего слоя 6 с коэффициентом теплопроводности 2 не более 0,02 Вт/м·К, и поэтому влияние температуры окружающей среды на измерения не сказывается и одновременно уменьшается постоянная времени замера температуры. Выполнение соединительного элемента в виде гибкого элемента 3 обеспечивает возможность измерения температуры в местах не прямой видимости.

Измеритель температуры, содержащий первичный преобразователь информации, последовательно соединенные электронный измерительный блок и соединительный элемент, отличающийся тем, что соединительный элемент выполнен в виде гибкого элемента с коэффициентом теплопроводности 1 не более 0,2 Вт/м·К, с электроизолирующей оболочкой с электропроводящими проводами, устройство дополнительно содержит n-1 первичных преобразователей информации, каждый из n из них последовательно размещен в гибком элементе с теплоизолирующим слоем, имеющим коэффициент теплопроводности 2 не более 0,02 Вт/м·К, и соединен соответственно с электропроводящими проводами гибкого элемента, причем контактная поверхность каждого первичного преобразователя информации находится вне гибкого элемента, где n натуральный ряд чисел от 1 до .

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:
Наверх