RU147967U1 - TEMPERATURE SENSOR - Google Patents

Abstract

1. Датчик температуры, включающий корпус и чувствительный элемент, размещенный в чехле, на внешней поверхности которого в зоне размещения спая чувствительного элемента изготовлена резьба с нанесенным на нее покрытием из теплопроводной диэлектрической пасты, отличающийся тем, что чехол выполнен из двух скрепленных между собой частей, при этом часть чехла в зоне размещения спая чувствительного элемента изготовлена из металла, а остальная часть чехла - из диэлектрического низкотеплопроводного материала.2. Датчик температуры по п. 1, отличающийся тем, что в качестве диэлектрического низкотеплопроводного материала использован керамический материал.1. A temperature sensor, including a housing and a sensitive element placed in a case, on the outer surface of which, in the area of the junction of the sensitive element, a thread is made coated with a heat-conducting dielectric paste, characterized in that the case is made of two parts fastened together, in this case, a part of the cover in the zone of location of the junction of the sensitive element is made of metal, and the rest of the cover is made of a dielectric low-heat-conducting material. Temperature sensor according to claim 1, characterized in that a ceramic material is used as a dielectric low thermally conductive material.

Description

Полезная модель относится к области теплофизических измерений и может быть использована для измерения стационарных и нестационарных температур, например, в узлах и агрегатах машиностроительной продукции.The utility model relates to the field of thermophysical measurements and can be used to measure stationary and unsteady temperatures, for example, in units and assemblies of engineering products.

Известен датчик температуры, содержащий корпус и чувствительный элемент, размещенный в металлическом чехле с наружным покрытием из легкоплавкого металла или сплава (см. патент РФ на полезную модель №105440, МПК G01K 1/14, 2011 г.). Недостатком известного датчика является сложность нанесения наружного покрытия на чехол, так как такую операцию необходимо проводить перед каждым измерением температуры при введении этого датчика в тело измеряемого объекта.A known temperature sensor containing a housing and a sensing element placed in a metal case with an outer coating of low-melting metal or alloy (see RF patent for utility model No. 105440, IPC G01K 1/14, 2011). A disadvantage of the known sensor is the difficulty of applying the outer coating to the case, since such an operation must be carried out before each temperature measurement with the introduction of this sensor into the body of the measured object.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является датчик температуры, включающий корпус и чувствительный элемент, размещенный в чехле, на внешней поверхности которого в зоне размещения спая чувствительного элемента изготовлена резьба с нанесенным на нее покрытием из теплопроводной диэлектрической пасты (см. патент РФ на полезную модель №141299, G01K 1/14, 2014 г.). Недостатком указанного датчика является недостаточная точность измерения температуры в стационарных и квазистационарных условиях. Дело в том, что при длительном измерении температуры, когда она не меняется (стационарные условия) или изменяется незначительно (квазистационарные условия) происходит значительная утечка тепла по чехлу датчика из зоны измерения температуры, что ведет к повышенной погрешности ее измерения.The closest to the claimed utility model in terms of technical nature and the achieved result is a temperature sensor, comprising a housing and a sensing element placed in a cover, on the external surface of which a thread with a coating of heat-conducting dielectric paste is made on it in the joint area of the sensing element (see. RF patent for utility model No. 141299, G01K 1/14, 2014). The disadvantage of this sensor is the lack of accuracy of temperature measurement in stationary and quasi-stationary conditions. The fact is that during a long temperature measurement, when it does not change (stationary conditions) or changes insignificantly (quasi-stationary conditions), a significant heat leak occurs on the sensor cover from the temperature measurement zone, which leads to an increased measurement error.

Цель настоящей полезной модели - повышение точности измерения температуры в объектах в стационарных и квазистационарных условиях.The purpose of this utility model is to increase the accuracy of temperature measurement in objects under stationary and quasi-stationary conditions.

Указанная цель достигается тем, что в известном датчике температуры, включающем корпус и чувствительный элемент, размещенный в чехле, на внешней поверхности которого в зоне размещения спая чувствительного элемента изготовлена резьба с нанесенным на нее покрытием из теплопроводной диэлектрической пасты, в нем чехол выполнен из двух скрепленных между собой частей, при этом часть чехла в зоне размещения спая чувствительного элемента изготовлена из металла, а остальная часть чехла - из диэлектрического низкотеплопроводного материала. В качестве диэлектрического низкотеплопроводного материала может быть использован керамический материал. Выполнение чехла датчика температуры двухсоставным позволяет решить сразу две задачи: ускорить приток тепла от исследуемого объекта к чувствительному элементу датчика и нарезать на поверхности чехла надежную резьбу, а также исключить значительное перетекание тепла по чехлу из зоны измерения температуры. Та составная часть чехла, которая расположена в зоне размещения спая чувствительного элемента, изготовлена из металла. На этой части нарезается резьба, обеспечивающая надежное крепление датчика температуры в исследуемом объекте. Кроме того, за счет высокой теплопроводности металла тепло от исследуемого объекта быстро доходит до чувствительного элемента. Остальная часть чехла, на поверхности которой отсутствует резьба, выполняется из диэлектрического низкотеплопроводного материала, например, из керамического материала. Низкая теплопроводность значительно снижает перетекание тепла из зоны измерения, а диэлектричность позволяет исключить образование вихревых токов внутри чехла датчика, что также повышает точность измерения температуры исследуемого объекта. Обе части чехла надежно соединяются между собой, обеспечивая необходимую прочность всему чехлу.This goal is achieved by the fact that in the known temperature sensor, comprising a housing and a sensing element placed in a cover, on the outer surface of which in the area of the junction of the sensing element a thread is made with a coating of heat-conducting dielectric paste applied on it, the cover is made of two fastened between each other, while part of the cover in the area of the junction of the sensing element is made of metal, and the rest of the cover is made of low-conductive dielectric material. As a dielectric low heat conductive material, a ceramic material may be used. Performing a two-part temperature sensor cover allows you to solve two problems at once: to accelerate the flow of heat from the test object to the sensor sensor element and to cut reliable threads on the cover surface, as well as to exclude significant heat flow over the cover from the temperature measurement zone. That component of the cover, which is located in the area of the junction of the sensing element, is made of metal. A thread is cut on this part, which ensures reliable fastening of the temperature sensor in the studied object. In addition, due to the high thermal conductivity of the metal, heat from the studied object quickly reaches the sensitive element. The rest of the cover, on the surface of which there is no thread, is made of a low-conductive dielectric material, for example, ceramic material. Low thermal conductivity significantly reduces heat transfer from the measurement zone, and dielectricity eliminates the formation of eddy currents inside the sensor cover, which also increases the accuracy of measuring the temperature of the investigated object. Both parts of the cover reliably interconnected, providing the necessary strength to the entire cover.

На фигуре представлен предлагаемый датчик температуры со следующими обозначениями:The figure shows the proposed temperature sensor with the following notation:

1 - корпус датчика;1 - sensor housing;

2 - чехол;2 - a cover;

3 - чувствительный элемент;3 - sensitive element;

4 - спай чувствительного элемента;4 - junction of the sensing element;

5 - наружное покрытие;5 - outer coating;

6 - резьба;6 - thread;

7 - металлическая часть чехла;7 - metal part of the cover;

8 - часть чехла из диэлектрического низкотеплопроводного материала.8 - part of the cover of a dielectric low-conductive material.

Датчик температуры состоит из корпуса 1, к которому крепится чехол 2. Внутри чехла 2 располагается чувствительный элемент (в данном случае термопара), спай 4 которого закреплен в торце чехла 2 на его внутренней поверхности. На чехле 2 нанесено наружное покрытие 5 из теплопроводной диэлектрической пасты, и выполнена резьба 6. Чехол изготовлен из двух скрепленных между собой частей. Одна часть чехла 7, расположенная в зоне размещения спая чувствительного элемента, изготовлена из металла, а другая часть чехла 8 изготовлена из диэлектрического низкотеплопроводного материала, например, из керамическогоматериала.The temperature sensor consists of a housing 1, to which the cover 2 is attached. Inside the cover 2 there is a sensitive element (in this case, a thermocouple), junction 4 of which is fixed at the end of the cover 2 on its inner surface. On the cover 2, an outer coating 5 of heat-conducting dielectric paste is applied, and thread 6 is made. The cover is made of two parts fastened together. One part of the cover 7, located in the area of the junction of the sensing element, is made of metal, and the other part of the cover 8 is made of low-conductivity dielectric material, for example, of ceramic material.

Предлагаемый датчик температуры работает следующим образом. Для измерения температуры в измеряемом объекте (на фигуре объект не показан) чехол аккуратно вводится в отверстие в данном объекте и вращательным движением резьба чехла 2 вкручивается в резьбу, которая нарезана в измеряемом объекте, надежно фиксируя датчик температуры. В зоне выполнения резьбы на чехле 2 теплопроводная диэлектрическая паста остается на поверхности этого чехла. За счет выполнения части чехла 7 из металла и наличию этой пасты обеспечивает практически идеальный термический контакт между измеряемым объектом и спаем чувствительного элемента с учетом неподвижности чехла в объекте. Это ведет к повышению точности измерения температуры. Выполнение части чехла 8 из диэлектрического низкотеплопроводного материала значительно снижает перетекания тепла из зоны измерения температуры, что также повышает точность измерения температуры при стационарных и квазистационарных условиях.The proposed temperature sensor operates as follows. To measure the temperature in the measured object (the object is not shown in the figure), the cover is carefully inserted into the hole in this object and the thread of the cover 2 is screwed into the thread that is cut into the measured object by rotating movement, reliably fixing the temperature sensor. In the thread execution zone on the cover 2, the heat-conducting dielectric paste remains on the surface of this cover. Due to the implementation of the part of the cover 7 of metal and the presence of this paste provides almost perfect thermal contact between the measured object and the junction of the sensitive element, taking into account the immobility of the cover in the object. This leads to an increase in the accuracy of temperature measurement. The execution of the part of the cover 8 from a dielectric low-heat-conducting material significantly reduces heat transfer from the temperature measurement zone, which also increases the accuracy of temperature measurement under stationary and quasi-stationary conditions.

Claims (2)

1. Датчик температуры, включающий корпус и чувствительный элемент, размещенный в чехле, на внешней поверхности которого в зоне размещения спая чувствительного элемента изготовлена резьба с нанесенным на нее покрытием из теплопроводной диэлектрической пасты, отличающийся тем, что чехол выполнен из двух скрепленных между собой частей, при этом часть чехла в зоне размещения спая чувствительного элемента изготовлена из металла, а остальная часть чехла - из диэлектрического низкотеплопроводного материала.1. The temperature sensor, comprising a housing and a sensing element located in the cover, on the outer surface of which in the area of the junction of the sensitive element is made a thread coated with a heat-conducting dielectric paste, characterized in that the cover is made of two parts bonded together, while part of the cover in the area of the junction of the sensing element is made of metal, and the rest of the cover is made of low-conductivity dielectric material. 2. Датчик температуры по п. 1, отличающийся тем, что в качестве диэлектрического низкотеплопроводного материала использован керамический материал.

2. The temperature sensor according to claim 1, characterized in that a ceramic material is used as the dielectric low-conductivity material.

Images