Устройство для измерения температуры насыщения паров веществ

(61) Дополиительиое к авт. сеид-ву (22) 3айвлеио 0 9,1 1 76 pt ) 2 4 19 08 7/1 8-2 5 с арисоедииеиием заявки Ио (23) приоритет

G 01 N 25/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликоваио 050979, Бюллетеиь Н9 33 {53) УДК53б . 74 (088.8) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕИИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

НАСЫЩЕНИЯ ПАРОВ ВЕЩЕСТВ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения температуры насыщения .паров веществ, в частности, паров щелочных металлов, и может быть использовано, в основном, в исследовательной практике, в частности при высокотемпературных теплофизических и газодинамических исследованиях нестационарных процессов со щелочными металлами. Устройство можно изготовить малогабаритным и установить в исследовательской камере диаметром

20 мм. Изобретение допускает длитель- ную эксплуатацию при высокой температуре" в "ãðåññèâíîé среде (паров щелочных металлов).

Известно устройство для измерения температуры насицения паров (1).

Однакс его отличает большая инерционность, не позволяющая использовать его для измерений в нестационарных условиях.

Ближайшим техническим решением 25, является устройство, в котором температура насыценных паров измеряется методом точки росы. В корпусе устройства имеется конденсационная площадка, температура которой фикси-,О руется термопарой. Система индикации конденсации состоит из прозрачной гляделки, источника света, фотоэлемента, реагирующего на изменение отражательной способности конденсационной площадки в момент выпадения конденсата. Специальная система регулирует и измеряет температуру конденсационной площадки (2).

Однако это устройство недостаточно надежно, что обусловлено невысокой прочностью оптической гляделки при переменной высокой температуре.

Кроме того, в агрессивной среде (парах щелочных металлов) материал оптической гляделки и прокладки сильно корродирует, поэтому устройство не приемлемо для длительной эксплуатации.

Целью изобретения является повышение надежности и корроэионной стойкости при повышенных температурах.

:".,ля этого корпус выполнен в форме цельнометаллического цилиндра, один торец которого служит конденсационной площадкой, а второй — соединен с патрубком для подвода паров, система для индикации конденсации

6844)3

20 состоит иэ термоанемометра, введенного в корпус через диаметрально расположенные металлокерамические гермовводы, причем термоанемометр выполнен в виде металлической нити.

Поедложенная конструкция не требует использования оптически проз- 5 рачной гляделки. Устройство хорошо выдерживает циклические изменения температуры благодаря тому, что корпус изготовлен цельнометаллическим, 10

Работа устройства основана на способе определения момента конденсации пара по возникновению при конденсации направленного движения пара в полости устройства. 15

На чертеже приведена схема конструкции устройства.

Устройство для измерения температуры насыщения паров вещества содержит цилиндрический цельнометаллический полый корпус 1, один из торцов которого герметично перекрыт стенкой 2, а другим открытым торцом он соединен с полостью датчика 3 системы, предназначенной для конденсации пара. Внутренняя поверхность 4 стенки 2 является конденсационной площадкой. Снаружи стенки 2 расположена система, предназначенная для регулирования температуры конденсационной лощадки 5, представляющей

30 собой теплообменное устройство с нагревателем 6 и рубашкой 7, предназначенной для охлаждения, расположенными на теплоотводяшем стержне 8.

Стержень 8 торцом соединен со стенкой

2. В стенку 2 перед торцом стержня

8 заделан спай микротермопары 9, предназначенной для измерения температуры конденсационной площадки 5.

B качестве чувствительного элемента 40 датчика 3 системы, индуцирующей конденсацию, применен термоанемометрический чувствительный элемент 10, укрепленный на держателях-электродах 11, введенных в полость датчика 45 через высокотемпературные металлокерамические гермовводы 12. Патрубком 13 устройство подсоединяют к контролируемому объему.

B процессе измерения температуру стенок устройства поддерживают при постоянном значении выше максимально возможной в конкретном случае измерений температуры насыщения. Для производства замера устройством системой для регулирования температуры конденсационной площадки 5 задают режим постепенного понижения температуры конденсационной площадки с температуры, превышающей температуру насыщения. При достижении при этом конденсационной площадкой температуры точки росы пар начинает конденсироваться на ней. При этом по длине полости устройства возникает градиент давления, обуславливающий возникновение направленного движения пара. Возникновение направленного движения пара повышает скорость охлаждения чувствительного элемента

10 датчика 3, что ведет к изменению установленных на нем измерительной частью установки электрических или тепловых параметров.

Температуру конденсационной площадки в процессе замера измеряют термопарой 9, ведя ее непрерывную запись каким-либо самопишущим потенциометром. В моменты измерения параметров датчика 3 на величину, достаточную для срабатывания сигнальной системы, автоматически подается на самопишущий прибор сигнал отметки времени. Искомую температуру конденсации, соответствующую температуре конденсационной площадки при начале конденсации, определяют в момент, когда произведена отметка времени на кривой изменений температуры конденсационной площадки. Найденная температура конденсации соответствует по градуировочной кривой температуре насыщения.

Так, например, для измерения температуры насыщения при испытаниях в паре рубидия в пределах давления от 5 до 30 мм рт.ст., достаточно температуру стенок устройства поддерживать при 450 С. Температуру чувствительного элемента при этом устанавливают при 600-700 C.

Выбраны следующие материалы элементов устройства.

Гермовводы 12 должны быть изготовлены из окиси алюминия высокой степени чистоты, манжеты гермовводов — из железоникелевого сплава с содержанием никеля 42%| сплав должен быть совместим по термическому коэффициенту расширения с плотноспеченной керамикой из чистого алюминия, термоанемометри еский чувствительный элемент — из вольфрама, материал остальных деталей хромоникелевая сталь с содержанием хрома 18%, никеля 10%, титана до

1%, остальное — железо.

Исполнение корпуса устройства цельнометаллическим позволяет выполнить устройство повышенной надежности и коррозионной стойкости при высокой температуре в условиях длительной непрерывной работы устройства в агрессивной среде, позволяет выполнить устройство малогабаритным, допускающим размещение его в рабочей зоне исследовательской установки в цилиндрической полости диаметром 20-25 мм.

Изобретение позволит расширить возможности технических средств исследований в установках при высокотемпературных теплофизических, физико-химических исследованиях и газодинамических исследованиях

684413

Формула изобретения

Редактор A.Çèíüêoâñêèé

Заказ 5276/36 Тираж 1090 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал П!!П Патент, r.Óærîðoä, ул.Проектная,4 нестационарных процессов в средах, содержащих пары щелочных металлов.

1. Устройство для измерения температуры насыщения паров веществ, например щелочных металлов, по методу точки росы, содержащее корпус с патрубком для подвода паров и конценсационной площадкой,сис— тему для регулирования и измерения температуры площадки и систему для индикации конденсации, измерительного устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и коррозионной стойкости при новышенных температурах, корпус выполнен в форме цельнометаллического цилиндра, один торец которого служит конденсационной площадкой, а второй — соединен с патрубком для подвода паров, система для индикации конденсации состоит из термоанемометра, введенного

5 в корпус через диаметрально ра„, ложенные металлокерамические гермовводы.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что термоане-!

О мометр выполнен в виде металлической нити.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 516950, кл.G 01 N 25/02, 1974.

2. Патент США 9 2697933, кл.73-17, 1961.

Составитель Е.устюжанин

Техред М.Келемеш Корректор М.Демчик