RU2619360C1 - Устройство для измерения температуры газовых потоков - Google Patents
Устройство для измерения температуры газовых потоков Download PDFInfo
- Publication number
- RU2619360C1 RU2619360C1 RU2016115463A RU2016115463A RU2619360C1 RU 2619360 C1 RU2619360 C1 RU 2619360C1 RU 2016115463 A RU2016115463 A RU 2016115463A RU 2016115463 A RU2016115463 A RU 2016115463A RU 2619360 C1 RU2619360 C1 RU 2619360C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thermocouple
- insert
- wires
- metal tube
- thermocouple wires
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
- G01K13/02—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
- G01K13/024—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow of moving gases
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для измерения температуры быстропротекающих высокотемпературных процессов в газодинамике. Устройство представляет собой металлический блок, выполненный в виде соединенного с корпусом цилиндра с продольным осевым каналом, в котором размещена термопара, представляющая собой металлическую трубку с керамической вставкой, в которой проходят термопарные провода, выступающие на конце термопары за пределы металлической трубки с керамической вставкой и соединенные в рабочий спай. Термопарные провода в металлической трубке с керамической вставкой расположены в керамической вставке под углом в 90° по отношению друг к другу по четырем углам вставки максимально близко к месту сопряжения вставки с металлической трубкой термопары при условии соблюдения достаточности электрического сопротивления между термопарными проводами и металлической трубкой термопары. При этом выступающие за пределы вставки четыре термопарных провода предварительно скручены в области термоспая и соединены в рабочий спай с помощью лазерной сварки по поверхности термопарных проводов на глубину половины диаметра термопарного провода с соотношением длины термоспая к общей длине выступающих термопарных проводов как 1:3, а точки выхода двух термопарных проводов из вставки по отношению к направлению набегающего газового потока ориентированы продольно. Технический результат - повышение быстродействия устройства при сохранении его механической прочности и устойчивости к газодинамическим нагрузкам от газового потока. 1 ил.
Description
Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для измерения температуры быстропротекающих высокотемпературных процессов в газодинамике.
Известны устройства с высокотемпературными термопарами, способными без возобновления рабочего термоспая обеспечивать с допустимой погрешностью многократные измерения температуры среды до 1500-1600°С, которая обладает высоким механическим воздействием на термопару, если они будут снабжены защитными наконечниками (Данишевский Д.С., Сведе-Швец Н.И. Высокотемпературные термопары, М., Металлургия, 1977, с. 117-120).
Однако известные устройства, хотя и обеспечивают защиту термопары от механических воздействий среды за счет введения защитных наконечников, но обладают невысоким быстродействием, т.к. введение защитных наконечников приводит к снижению теплообмена между термопарой и средой, температура которой подлежит измерению.
Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство, описанное в патенте РФ №2117265, МКИ G01K 7/04, 1998 г.
Данное устройство представляет собой металлический блок, выполненный в виде соединенного с корпусом цилиндра с глухим продольным осевым каналом, в котором размещен рабочий спай термопары с защитным керамическим наконечником. Часть цилиндра выполнена выступающей за пределы корпуса. На его поверхности, на расстоянии 0,3-0,4 ее длины от наружного торца цилиндра, выполнена проточка. Конструкция устройства позволяет уменьшить теплоотвод от рабочего спая термопары к водоохлаждаемому корпусу, повысить механическую жесткость металлического блока, находящегося под воздействием высокой температуры и силы тяжести.
Однако анализ прототипа выявляет существенный недостаток, который заключается в низком быстродействии, что обусловлено наличием керамического наконечника с низким коэффициентом теплопередачи от среды к термопаре, массивностью конструкции самой термопары и, соответственно, повышенной теплоемкостью и тепловой инерцией.
Ожидаемым техническим результатом настоящего изобретения является повышение быстродействия устройства для измерения температуры быстропротекающих высокотемпературных процессов в газодинамике.
Сформулированный результат достигается тем, что в устройстве для измерения температуры газовых потоков, представляющем собой металлический блок, выполненный в виде соединенного с корпусом цилиндра с продольным осевым каналом, в котором размещена термопара, представляющая собой металлическую трубку с керамической вставкой, в которой проходят термопарные провода, выступающие на конце термопары за пределы металлической трубки с керамической вставкой и соединенные в рабочий спай, термопарные провода в металлической трубке с керамической вставкой расположены в керамической вставке под углом в 90° по отношению друг к другу по четырем углам вставки максимально близко к месту сопряжения вставки с металлической трубкой термопары при условии соблюдения достаточности электрического сопротивления между термопарными проводами и металлической трубкой термопары, при этом выступающие за пределы вставки четыре термопарных провода предварительно скручены в области термоспая и соединены в рабочий спай с помощью лазерной сварки по поверхности термопарных проводов на глубину половины диаметра термопарного провода с соотношением длины термоспая к общей длине выступающих термопарных проводов как 1:3, а точки выхода двух термопарных проводов из вставки по отношению к направлению набегающего газового потока ориентированы продольно.
На фиг. 1 изображен общий вид устройства в разрезе.
Устройство для измерения температуры газовых потоков содержит металлический корпус 1 термопары, термопару 2, включающую металлическую трубку 3, керамическую вставку 4 из специальной керамики с четырьмя каналами для термопарных проводов 5, рабочий спай 6. Устройство для измерения температуры газовых потоков устанавливается в канале для измерения температуры 7 и закрепляется накидной гайкой 8.
Устройство работает следующим образом.
Устройство устанавливается в канале-газоходе 7 с помощью накидной гайки 8 так, что две точки выхода термопарных проводов 5 из керамической вставки 4 и сами указанные термопарные провода ориентированы продольно по отношению к направлению набегающего газового потока. На расстоянии 2/3 длины термопарных проводов 5 и до конца их длины предварительно скрученные четыре термопарных провода 5 свариваются лазерной сваркой с глубиной проварки на половину диаметра термопарного провода. Точки выхода термопарных проводов 5 из керамической вставки 4 расположены максимально близко к месту сопряжения вставки 4 с металлической трубкой 2 термопары при условии соблюдения достаточности электрического сопротивления между термопарными проводами 5 и металлической трубкой 3 термопары 2.
Такое соединение рабочего спая 6 с помощью предварительной скрутки и лазерной сварки на глубину половины диаметра термопарного провода обеспечивает повышенную механическую прочность соединения проводов и надежный электрический контакт при минимальной массе. Так, например, для сплавов из вольфрам-рения (5%) и вольфрам-рения (20%) высокотемпературных термопарных проводов, составляющих высокотемпературную термопару типа ВР5/20, указанное исполнение термоспая позволяет устранить влияние хрупкости проводов и повысить механическую прочность термоспая в целом при минимальной массе термоспая.
Кроме того, конструкция рабочего спая 6 в виде жесткого треугольника из двух термопарных проводов 5, точки вывода которых из вставки 4 ориентированы по отношению к набегающему газовому потоку продольно и расположены на максимально возможном расстоянии друг к другу во вставке 4, обеспечивают максимально жесткую и прочную конструкцию соединения проводов по отношению к динамическому напору набегающего газового потока при минимальной массе рабочего спая. Расположение двух из четырех проводников продольно по отношению к набегающему газовому потоку (когда один из них находится в зоне аэродинамической тени другого) приводит к уменьшению механической нагрузки на рабочий спай, что также приводит к повышению надежности функционирования термопары.
Соединение в рабочем спае 6 четырех термопарных проводов 5 позволяет выполнить две термопары и таким образом осуществить резервирование (двоирование) числа термопар, применяемых в устройстве. При этом часто встречающимся вариантом выполнения сдвоенной термопары является, когда попарное соединение двух термопарных проводов из вольфрам-рения (5%) и вольфрам-рения (20%) осуществляется путем их скрутки на участке посередине их двух отрезков с последующей лазерной сваркой в рабочий спай места скрутки и протяжкой концов проводов через отверстия керамического изолятора 4.
Таким образом, предлагаемое механически и электрически надежное и прочное исполнение термопары обеспечивает минимально возможную массу термопары и, соответственно, минимальную теплоемкость и термическую инерцию, что позволяет достичь максимально возможное быстродействие при сохранении механической и электрической надежности в условиях воздействия скоростного динамического высокотемпературного газового напора.
Проведенные испытания показали повышенные характеристики быстродействия при сохранении механической и электрической надежности в условиях воздействия скоростного динамического высокотемпературного газового напора.
Claims (1)
- Устройство для измерения температуры высокотемпературных газовых потоков, представляющее собой металлический блок, выполненный в виде соединенного с корпусом цилиндра с продольным осевым каналом, в котором размещена термопара, представляющая металлическую трубку с керамической вставкой, в которой проходят термопарные провода, выступающие на конце термопары за пределы металлической трубки с керамической вставкой и соединенные в рабочий спай, отличающееся тем, что термопарные провода в металлической трубке с керамической вставкой расположены в керамической вставке под углом в 90° по отношению друг к другу по четырем углам вставки максимально близко к месту сопряжения вставки с металлической трубкой термопары при условии соблюдения достаточности электрического сопротивления между термопарными проводами и металлической трубкой термопары, при этом выступающие за пределы вставки четыре термопарных провода предварительно скручены в области термоспая и соединены в рабочий спай с помощью лазерной сварки по поверхности термопарных проводов на глубину половины диаметра термопарного провода с соотношением длины термоспая к общей длине выступающих термопарных проводов как 1:3, а точки выхода двух термопарных проводов из вставки по отношению к направлению набегающего газового потока ориентированы продольно.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016115463A RU2619360C1 (ru) | 2016-04-20 | 2016-04-20 | Устройство для измерения температуры газовых потоков |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016115463A RU2619360C1 (ru) | 2016-04-20 | 2016-04-20 | Устройство для измерения температуры газовых потоков |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2619360C1 true RU2619360C1 (ru) | 2017-05-15 |
Family
ID=58715705
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016115463A RU2619360C1 (ru) | 2016-04-20 | 2016-04-20 | Устройство для измерения температуры газовых потоков |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2619360C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2700727C1 (ru) * | 2019-02-15 | 2019-09-19 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение Измерительной техники" (АО "НПО ИТ") | Устройство для измерения температуры поверхности газохода |
RU209848U1 (ru) * | 2021-09-27 | 2022-03-23 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | Устройство для измерения температуры высокотемпературных газовых потоков |
RU2777743C1 (ru) * | 2021-09-14 | 2022-08-09 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение Измерительной техники" (АО "НПО ИТ") | Устройство для измерения температуры газовых потоков |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0148492A1 (de) * | 1983-12-23 | 1985-07-17 | Thyssen Stahl Aktiengesellschaft | Vorrichtung zum Messen des Sauerstoffgehaltes und der Temperatur von Metallschmelzen während des Frischens in einem Konverter |
JPH0886694A (ja) * | 1994-09-19 | 1996-04-02 | Hitachi Ltd | 耐ノイズ型温度計 |
RU2117265C1 (ru) * | 1997-03-25 | 1998-08-10 | Акционерное общество закрытого типа Научно-производственное объединение "Алгон" | Устройство для измерения температуры агрессивных расплавов |
RU90555U1 (ru) * | 2009-08-27 | 2010-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Устройство для измерения температуры среды и поверхности |
RU2522838C1 (ru) * | 2012-12-03 | 2014-07-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" | Устройство для измерения температуры газовых потоков |
-
2016
- 2016-04-20 RU RU2016115463A patent/RU2619360C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0148492A1 (de) * | 1983-12-23 | 1985-07-17 | Thyssen Stahl Aktiengesellschaft | Vorrichtung zum Messen des Sauerstoffgehaltes und der Temperatur von Metallschmelzen während des Frischens in einem Konverter |
JPH0886694A (ja) * | 1994-09-19 | 1996-04-02 | Hitachi Ltd | 耐ノイズ型温度計 |
RU2117265C1 (ru) * | 1997-03-25 | 1998-08-10 | Акционерное общество закрытого типа Научно-производственное объединение "Алгон" | Устройство для измерения температуры агрессивных расплавов |
RU90555U1 (ru) * | 2009-08-27 | 2010-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Устройство для измерения температуры среды и поверхности |
RU2522838C1 (ru) * | 2012-12-03 | 2014-07-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" | Устройство для измерения температуры газовых потоков |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2700727C1 (ru) * | 2019-02-15 | 2019-09-19 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение Измерительной техники" (АО "НПО ИТ") | Устройство для измерения температуры поверхности газохода |
RU2777743C1 (ru) * | 2021-09-14 | 2022-08-09 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение Измерительной техники" (АО "НПО ИТ") | Устройство для измерения температуры газовых потоков |
RU209848U1 (ru) * | 2021-09-27 | 2022-03-23 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | Устройство для измерения температуры высокотемпературных газовых потоков |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104596661B (zh) | 测温铠装热电偶 | |
RU2619360C1 (ru) | Устройство для измерения температуры газовых потоков | |
US4186605A (en) | Set of thermocouples for measuring the average of several temperatures in a given space | |
JP2009115478A (ja) | 高速流体用高速応答熱電対 | |
US8727615B2 (en) | Method of measuring the internal surface temperature of a pipe and associated device | |
US20190113378A1 (en) | Continuous-type long-ranged molten metal level measuring device and thermal system using multi-point temperature sensor | |
US9046611B2 (en) | Self-powered gamma detector | |
US3539400A (en) | High temperature composite support for a thermocouple probe | |
US9207128B2 (en) | Dynamic fiber temperature sensing package and method of assembling the same | |
JPS63193580A (ja) | 熱電対装置 | |
CN103353355A (zh) | 一种用于高温环境下的温度、热流测量的传感器 | |
JP2018100965A (ja) | 高温排出センサ | |
CN201306168Y (zh) | 高温超长油井多点热电偶 | |
RU84549U1 (ru) | Датчик температуры (варианты) | |
RU2522838C1 (ru) | Устройство для измерения температуры газовых потоков | |
US9506818B2 (en) | Resistor and a method of manufacturing a resistor capable of operating at high temperatures | |
JP2018036188A (ja) | 温度センサ | |
US2525439A (en) | Thermocouple | |
US2371288A (en) | Thermocouple assembly | |
RU2700727C1 (ru) | Устройство для измерения температуры поверхности газохода | |
JPS59204731A (ja) | 高温高圧気流用温度計 | |
RU2700726C1 (ru) | Датчик теплового потока | |
RU65221U1 (ru) | Датчик температуры (варианты) | |
JP6744133B2 (ja) | マルチチャンネル温度測定装置 | |
RU2485460C1 (ru) | Термопарный датчик |