SU1515075A1 - Датчик теплового потока - Google Patents
Датчик теплового потока Download PDFInfo
- Publication number
- SU1515075A1 SU1515075A1 SU884368848A SU4368848A SU1515075A1 SU 1515075 A1 SU1515075 A1 SU 1515075A1 SU 884368848 A SU884368848 A SU 884368848A SU 4368848 A SU4368848 A SU 4368848A SU 1515075 A1 SU1515075 A1 SU 1515075A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- layers
- heat
- linear expansion
- ratio
- thickness
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение касаетс измерени тепловых величин и может быть использовано в энергетике, металлургии, авиации дл измерени тепловых потоков большой плотности в широком интервале температур. Цель изобретени - повышение точности измерений. Датчик теплового потока содержит вспомогательную стенку и резистивные элементы, расположенные на двух ее сторонах. Вспомогательна стенка выполнена трехслойной с возможностью продольного относительного смещени слоев, при этом крайние слои выполнены из материала с положительным, а средний - с отрицательным коэффициентом линейного расширени , причем отношение суммы толщин крайних слоев к толщине среднего сло обратно пропорционально отношению абсолютных величин коэффициентов теплового линейного расширени этих материалов, а резистивные элементы выполнены из термонезависимого материала. 1 ил.
Description
Изобретение касаетс измерени тепловых величин и может найти применение в энергетике, металлургии, авиации дл измерени тепловых лотоков большой плотности в широком интервале температур.
Целью изобретени вл етс повьш1е- ние точности измерени тепловых потоков большой плотности в широком интервале температур.
На чертеже представлен датчик теплового потока.
Датчик содержит трехслойную тепло- провод щую стенку, состо щую из крайних 1 и среднего 2 слоев, вьшолненных
соответственно из материалов с положительным (например, алюминий) и отрицательным (например, инвар) коэффициентами линейного расширени . Резистивные чувствительные элементы 3 (на чертеже виден только верхний чувствительный элемент) расположены на двух поверхност х вспомогательной стенки и представл ют собой равномерно распре деленные на них продольные и поперечные полосы, выполненные из тонкой I пластины или фольги из термонезависимого материала, например константана. ) Толщины слоев теплопровод щей стенки выбирают из услови .
сл
ел
о
сл
1, 1,
21,/1, (vL /Ы,,(1)
- толщина крайних слоев.
Ln - толщина среднего сло , ot, Al,.t T P/l,, oia MI T-P/I,;,
(здесь Т - изменение средней по толщине температуры стенки; Р - давление, одинаковое дл всех ее поверхностей , d,,6in коэффициенты теплового линейного расширени крайних и среднего слоев соответственно, которые дл алюмини и инвара практически посто нны в широком интервале температур, причем ei имеет отрицательное значение) . Тогда
20
ы,, р
&1,
.-6i &T l z -р
При выполнении услови (1) 2М
или 21, + 1 const.
-а,
Последнее равенство дл указанных материалов имеет место в широком интервале температур
Датчик теплового потока работает следующим образом
При прохождении через стенку измер емого теплового потока по ее толщине возникает градиент температуры. Слои 1 и 2 стенки претерпевают тепловое расширение (сжатие), пропорциональное их температурам и коэффициентам oi. В термонезависимых резистивных элементах 3, механически жестко св занных с крайними сло ми 1, про вл - етс тензорезистивный эффект, т,е„ электрическое сопротивление R резистивных элементов 3 измен етс пропорционально тепловому линейному расширению слоев 1:UR kR-E, где k - чув- ствительность; iL/L oi,-uT - относительное линейное расширение крайних слоев. Дан таких материалов, как константан, нихром k 10 и остаетс посто нным в широком интервале температур . Кроме того, R этих материалов практически не зависит от температуры (материал термонезависимый), что исключает возникновение дополнительной погрешности измерений при изменении температуры среды, в которой находитс датчик.
Таким образом, разность электрических сопротивлений резистивных элемпн
10
,
20
25
35
ЗО
40 д 50
55
тон, расположенных на крайних сло х стенки, пр мо пропорциональна разности их температур, а следовательно, плотности проход щего через датчик теплового потока и зависит от него линейно в широком температурном интервале . При этом толщина стенки датчика , равна , не зависит от температуры среды, в которой он находитс , и плотности проход щего через него теплового потока в широком интервале изменени этих величин.
Дп повьш1ени чувствительности датчика крайние слои следует выполн ть из материала с возможно большим ci , так как AR o, iT.
Измерение разности сопротивлений резистивных элементов производитс , например, по разности падений напр - же1шй на них при прохождении через них измерительного тока или включении резисторов в мостовую электрическую схему.
В примере конкретного исполнени датчик теплового потока размером 30x30 мм содержит трехслойную вспомогательную стенку, крайние слои 1 которой вьтолнены из алюминиевой фольги ( оС 22,810 ) толщиной 0,04 мм, средний слой - из инвара Fe-Ni-Co (oL -0,3-10 -град ) толщиной 3,05 мм, так что выполн етс условие (1)о
Алюминиева фольга оксидировалась. Затем методом электронно-вакуумного напылени на нее нанесен слой кон- стантана толщиной 0,001 мм заданной конфигурации. При этом ширина каждой полосы элементов 3 и промежутки между ними равны 0,3 и 0,2 мм соответственно . Обща длина каждого резистив- ного элемента равна 1800 мм, электри ческое сопротивление R 1,5 кОм„
Алюминиевую фольгу с нанесенными на нее резистивньми элементами наклеивали на средний слой вспомогательной стенки с помощью кле на основе крем- нийорганических каучуков марки ЛЭТСАР, способного сохран ть эластичность (липкость) в интервале температур от -60 до
В качестве варианта организации теплового контакта и механического соединени крайних и среднего слоев использованы их взаимна фиксаци с помощью специального прижимного устройства , достаточно плотно сжимающего
151
слои в нескольких точках по поверхнос ти и по всему периметру и допускающего их относительное продольное смещение на 0,5 мм.
Технологи изготовлени и сборки датчика теплового потока проста, обес печивает возможность повтор емости его характеристик и взаимозамен емости элементов конструкции.
Перечисленные преимущества датчика теплового потока позвол ют рекомендовать его дл широкого использовани в народном хоз йстве.
Claims (1)
- Формула изобретениДатчик теплового потока, содержащий теплопровод щую стенку и датчики температур, расположенные на противо5075- положных сторонах, отличающийс тем, что, с целью повьппе- ки точности измерени тепловых потоков большой плотности в широком интервале температур, теплопровод ща стенка выполнена трехслойной с возможностью продольного относительного смещени слоев, при этом крайние слои10 выполнены из материала с положительным , а средний - с отрицательным коэффициентами теплового линейного расширени , причем отношение суммы толщины крайних слоев к толщине среднего слообратно пропорционально отношению абсолютных величин коэффициентов теплового линейного расширени этих материалов , а датчики температур выполнены в виде тензорезистивных элементовиз термонезависимого материалаf/Составитель С.Василевский Редактор А.Маковска Техред Л.Олийнык Корректор Н.КорольЗаказ 6269/42Тираж 573ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5Подписное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884368848A SU1515075A1 (ru) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | Датчик теплового потока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884368848A SU1515075A1 (ru) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | Датчик теплового потока |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1515075A1 true SU1515075A1 (ru) | 1989-10-15 |
Family
ID=21351801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884368848A SU1515075A1 (ru) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | Датчик теплового потока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1515075A1 (ru) |
-
1988
- 1988-01-25 SU SU884368848A patent/SU1515075A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР Ь 935718, кл. G 01 К 17/08, 1982. За вка FR № 2571493, кл. G 01 К 17/08, 1986, * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4299130A (en) | Thin film strain gage apparatus with unstrained temperature compensation resistances | |
US3238775A (en) | Heat flux responsive device | |
Trietley | Transducers in mechanical and electronic design | |
EP0159438A2 (en) | Multi-layered thin film heat transfer gauge | |
US5044767A (en) | Device for measuring thermal properties of a test substance-the transient plane source (TPS) method | |
US4691566A (en) | Immersed thermal fluid flow sensor | |
CN101464422B (zh) | 一种固体材料的导热系数测量仪 | |
US3045473A (en) | Apparatus for measuring thermal conductivity | |
Hager Jr | Thin foil heat meter | |
Fuchs et al. | Analysis of the performance of an improved soil heat flux transducer | |
Herin et al. | Measurements on the thermoelectric properties of thin layers of two metals in electrical contact. Application for designing new heat-flow sensors | |
US5010315A (en) | Thermal radiation sensor | |
SU1515075A1 (ru) | Датчик теплового потока | |
US3787764A (en) | Solid dielectric capacitance gauge for measuring fluid pressure having temperature compensation and guard electrode | |
Andretta et al. | Simple heat flux meter | |
RU2125717C1 (ru) | Тонкопленочный термометр сопротивления | |
Katzmann et al. | Thin-film AC-DC converter with thermoresistive sensing | |
JPS645260B2 (ru) | ||
RU2244970C1 (ru) | Способ изготовления термокомпенсированного тензорезистора | |
SU712691A1 (ru) | Способ изготовлени дифференциальных тензопреобразователей | |
US3290940A (en) | Thermal measuring probe | |
SU1545103A1 (ru) | Тепломер | |
SU1582101A1 (ru) | Способ измерени контактного термического сопротивлени разнородных материалов | |
SU775633A1 (ru) | Способ измерени разности температур между противоположными поверхност ми покрыти ,нанесенного на металлическую подложку | |
JPH05107099A (ja) | 液面レベル計 |