ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности, к средствам измерения температуры высокотемпературных сред и может быть использована при проведении периодической метрологической поверки без демонтажа объекта измерения.
Известен термоэлектрический преобразователь (RU 57514 U1, МПК H01L 35/00 (2006.01), опуб. 2006.10.10), включающий платиносодержащие термоэлектроды, изолированные друг от друга керамической соломкой и помещенные в защитную арматуру, состоящую из внутреннего и наружного керамических чехлов. Керамическая соломка выполнена двухканальной, а внутренний чехол - одноканальным, при этом керамическая соломка и внутренний керамический чехол выполнены сплошными по всей длине термоэлектродов.
Недостатком известного термоэлектрического преобразователя является недостаточная надежность его работы из-за невозможности
установки в него поверочного преобразователя для метрологической поверки, так как основной термоэлектрический преобразователь расположен по оси конструкции.
Прототипом, наиболее близким к заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков, является термоэлектрический преобразователь (RU 41864 U1, МПК 7 G01K 15/00, G01K 7/02, H01L 35/00, опубл. 2004.11.10), содержащий защитную арматуру, состоящую из наружной и внутренней оболочек, керамический изолятор, внутри которого размещены термоэлектроды, соединенные попарно горячими спаями. Основной термоэлектрический преобразователь имеет возможность периодической установки в него поверочного преобразователя, помещаемого в общий для всех термоэлектродов изолятор, термоэлектроды основного преобразователя и поверочный преобразователь размещены в сквозных каналах изолятора, расположенного по длине основного преобразователя, спаи термоэлектродов основного преобразователя расположены в пазах, выполненных в торцевой части изолятора, внутренняя оболочка выполнена в виде керамического колпачка, надетого на торцевую часть изолятора, или в виде намотки из огнеупорной керамической нити, закрывающих горячие спаи термоэлектродов. В изоляторе установлены две независимые пары термоэлектродов, а их горячие спаи расположены в симметричных пазах торцевой части изолятора. Наружная оболочка выполнена жаростойкой металлической. Канал для поверочного преобразователя расположен по оси изолятора.
Горячие спаи основных термоэлектродов и поверочного преобразователя находятся в одной зоне.
Недостатком известного термоэлектрического преобразователя является низкая надежность его работы. Это объясняется тем, что при установке поверочного преобразователя очень сложно протащить его из-за недостаточности пространства, вследствие чего он деформируется и теряется его качество. Кроме того, наружная оболочка, выполненная жаростойкой металлической, не выдерживает высокие температуры измерения среды, например, стекла.
Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения надежности работы термоэлектрического преобразователя (варианты) и, следовательно, срока его службы, за счет увеличения свободного пространства для установки поверочного преобразователя, необходимого для бездемонтажной метрологической поверки, и усовершенствования элементов конструкции.
Задача решается тем, что термоэлектрический преобразователь содержит термоэлектроды, защитную арматуру, состоящую из наружной металлической оболочки и внутреннего керамического чехла, в котором помещена четырехканальная керамическая соломка, защищающая попарно соединенные электроды двух основных термоэлектрических преобразователей, и имеющий возможность периодической установки внутри него поверочного преобразователя, расположенного по длине основного преобразователя. Внутренний керамический чехол расположен со смещением его оси в половине продольного объема наружной оболочки, а периодическая установка поверочного преобразователя возможна во второй половине
продольного объема наружной оболочки, при этом в нижней ее части выполнено ступенчатое донышко, а попарно соединенные термоэлектроды выполнены платиновыми и платинородиевыми.
По второму варианту термоэлектрический преобразователь содержит термоэлектроды, защитную арматуру, состоящую из наружной оболочки и внутреннего керамического чехла, в котором помещена четырехканальная керамическая соломка, защищающая попарно соединенные электроды двух основных термоэлектрических преобразователей и имеющий возможность периодической установки внутри него поверочного преобразователя, расположенного по длине основного термоэлектрического преобразователя. Внутренний керамический чехол расположен со смещением его оси в половине продольного объема наружной оболочки, а периодическая установка поверочного преобразователя возможна во второй половине продольного объема наружной оболочки, при этом наружная оболочка выполнена из пористой керамики, а попарно соединенные термоэлектроды выполнены платиновыми и платинородиевыми.
По третьему варианту термоэлектрический преобразователь содержит термоэлектроды, защитную арматуру, состоящую из наружной металлической оболочки и внутреннего чехла с керамическим изолятором, внутри которого размещены попарно соединенные электроды двух основных термоэлектрических преобразователей и имеющий возможность периодической установки внутри него поверочного преобразователя, расположенного по длине основного термоэлектрического преобразователя. Внутренний чехол выполнен в виде кабеля и расположен со смещением его оси в
половине продольного объема наружной оболочки, а периодическая установка поверочного преобразователя возможна во второй половине продольного объема наружной оболочки.
Благодаря тому, что внутренний керамический чехол расположен со смещением его оси в половине продольного объема наружной оболочки значительно увеличивается пространство для установления поверочного преобразователя, что сохраняет его целостность и позволяет многократно производить метрологическую поверку без демонтажа термоэлектрического преобразователя с объекта измерения, повышая надежность его работы и долговечность.
Наличие ступенчатого донышка, выполненного в свободной части продольного объема наружной оболочки дает возможность совместить спаями термоэлектроды, обеспечить фиксацию внутреннего чехла и установку в зону спаев основных термоэлектрических преобразователей. Это увеличивает достоверность получаемых данных и таким образом повышает надежность работы термоэлектрического преобразователя и его долговечность.
По второму варианту. Благодаря тому, что внутренний керамический чехол расположен со смещением его оси в половине продольного объема наружной оболочки значительно увеличивается пространство для установления поверочного преобразователя, что сохраняет его целостность, и увеличивает число метрологических поверок, повышая надежность работы термоэлектрического преобразователя и увеличивает срок службы.
Выполнение наружной оболочки из пористой керамики создает надежную защиту внутреннего керамического чехла от термоудара и дает возможность выдерживать более высокотемпературные среды.
По третьему варианту. Благодаря тому, что внутренний чехол расположен со смещением его оси в половине продольного объема наружной оболочки значительно увеличивается пространство для установления поверочного преобразователя, что сохраняет его целостность, и увеличивает число метрологических поверок, повышая надежность и долговечность работы термоэлектрического преобразователя.
Предлагаемый термоэлектрический преобразователь (варианты) иллюстрируется чертежами:
- на фиг.1 схематично показан общий вид в разрезе термоэлектрического преобразователя с поверочным преобразователем;
- на фиг.2 схематично показан общий вид в разрезе второго варианта термоэлектрического преобразователя с указанием свободного пространства для установки поверочного преобразователя;
- на фиг.3 схематично показан общий вид в разрезе третьего варианта термоэлектрического преобразователя с указанием свободного пространства для установки поверочного преобразователя.
Сопоставительный анализ предлагаемой конструкции с аналогом и прототипом показал, что предлагаемый термоэлектрический преобразователь отвечает критерию «новизна».
Предлагаемая полезная модель отвечает критерию «применимость», так как изготовлена, испытана и широко используется по стране.
Термоэлектрический преобразователь содержит термоэлектроды 1 (фиг.1), помещенные в защитную арматуру, состоящую из наружной металлической оболочки 2 и внутреннего керамического чехла 3 с размещенной в нем четырехканальной керамической соломкой 4, которая защищает попарно соединенные платиновые и платинородиевые термоэлектроды 1 двух основных термоэлектрических преобразователей. Внутренний керамический чехол 3 расположен со смещением его оси в половине продольного объема наружной металлической оболочки 2, таким образом, образуя свободное пространство - канал 5 для размещения поверочного преобразователя 8. В нижней части канала 5 выполнено ступенчатое донышко 6, позволяющее поверочный преобразователь 8 вводить в зону измерения основных термопреобразователей и совмещать спаями термоэлектроды 1. Наружная металлическая оболочка 2 соединена с головкой 7, предназначенной для размещения контактных клемм, которые служат для соединения термоэлектродов 1 с измерительной цепью электронного прибора.
По второму варианту термоэлектрический преобразователь содержит термоэлектроды 1 (фиг.2), помещенные в защитную арматуру, состоящую из наружной керамической оболочки 2 и внутреннего керамического чехла 3 с размещенной в нем четырехканальной керамической соломкой 4, которая защищает попарно соединенные платиновые и платинородиевые
термоэлектроды 1 двух основных термоэлектрических преобразователей. Внутренний керамический чехол 3 расположен со смещением его оси в половине продольного объема наружной керамической оболочки 2, таким образом, образуя свободное пространство - канал 5 для размещения поверочного преобразователя. Наружная керамическая оболочка 2 выполнена из пористой керамики, например, KER530. Наружная оболочка 2 через металлическую трубку соединена с головкой 6, предназначенной для размещения контактных клемм, которые служат для соединения термоэлектродов 1 с измерительной цепью электронного прибора.
По третьему варианту термоэлектрический преобразователь содержит термоэлектроды 1 двух основных термоэлектрических преобразователей (фиг.3), помещенные в защитную арматуру, состоящую из наружной керамической оболочки 2. Термоэлектроды 1 размещены внутри кабеля 3. Наружная оболочка кабеля 3 является внутренним чехлом термопреобразователя. Внутри кабеля 3 термоэлектроды 1 попарно соединены и изолированы друг от друга и наружной оболочки 2 спрессованным керамическим порошком. Кабель 3 расположен со смещением его оси в половине продольного объема наружной оболочки 2 таким образом образуя свободное пространство - канал 4 для размещения поверочного преобразователя. Наружная оболочка 2 соединена с головкой 5, предназначенной для размещения контактных клемм, которые служат для соединения термоэлектродов 1 с измерительной цепью электронного прибора.
Термоэлектрический преобразователь работает следующим образом.
При измерении температуры конец наружной оболочки 2 с размещенными в ней термоэлектродами 1 двух основных термоэлектрических преобразователей устанавливают в измеряемую среду, не разрушающую материал наружной оболочки 2. Величина термоэлектродвижущей силы (т.э.д.с.), возникающая на свободных концах термоэлектродов 1, подсоединенных к контактным клеммам головки и соединенных с измерительной цепью электронного прибора, преобразуется в удобный для отсчета и регистрации вид показания измеряемой температуры.
Наличие двух основных термоэлектрических преобразователей позволяет иметь два независимых канала измерения. Например, один канал используется для отображения текущей температуры на табло прибора или регистрации на бумажном или электронном носителе, а второй канал используется для урегулирования технологического процесса на измеряемом объекте.
Наличие свободного пространства - канала для размещения поверочного преобразователя позволяет без демонтажа с объекта в любое заложенное технологическим регламентом время произвести метрологическую поверку достоверность показаний основных термоэлектрических преобразователей или ввести поправочный коэффициент, например, для увеличения сверхнормативного ресурса, методом сравнения с показаниями поверочного преобразователя.