УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ТЕРМИЧЕСКОГО КОНТАКТА (ВАРИАНТЫ)

Предлагаемое техническое решение относится к устройствам для создания термического контакта между датчиком температуры и нагреваемым объектом для контроля его температуры. Предлагаемые устройства могут быть использованы как в механическом агрегате, так и в электронном приборе для временного или постоянного крепления датчика температуры, а также в научном оборудовании, где подсоединение к объектам изучения производятся периодически на время проведения эксперимента.
Известно, что для получения термического контакта необходимо создать соприкосновение датчика температуры непосредственно с поверхностью объекта для контроля его температуры или через теплопроводящий материал.
В качестве прототипа по обоим вариантам предлагаемых технических решений выбрана конструкция крепежного элемента, состоящего из клеммы электропроводника заземления с датчиком температуры, прижатой винтом к поверхности объекта, имеющей резьбовое отверстие. Выводы датчика температуры могут быть соединены кабелем с электроприбором контроля температуры. См. патент РФ №2325596, стр.6 и фиг.2, стр.14., опубл. 27.05.08 г., Бюл. №15.
Недостатком прототипа является то, что поверхность объекта контроля температуры должна иметь резьбовое отверстие, что не всегда выполнимо.
Решаемой технической задачей предлагаемых устройств является обеспечение термического контакта с объектом без выполнения в нем технологических отверстий и использования резьбовых соединений, а создание такого устройства, которое удобно своей простотой при создании термического контакта и его демонтаже.
Решаемая техническая задача по первому варианту технического решения в устройстве для создания термического контакта, содержащем крепежный элемент с датчиком температуры, достигается тем, что крепежный элемент выполнен в виде одного или нескольких магнитов закрепленных на датчике температуры. Решаемая техническая задача во втором варианте устройства для создания термического контакта, содержащем крепежный элемент с датчиком температуры, достигается тем, что датчик температуры расположен в корпусе крепежного элемента содержащего один или несколько магнитов.
На фиг.1 в качестве примера практической реализации показано устройство для создания термического контакта по первому варианту технического решения, где в качестве датчика температуры используются термопара. Магнит показан в разрезе.
На фиг.2 в качестве примера практической реализации показано устройство для создания термического контакта по первому варианту технического решения, где в качестве датчика температуры используются микросхема (К1019ЕМ1). Магнит показан в разрезе.
На фиг.3 в качестве примера практической реализации показано устройство для создания термического контакта по первому варианту технического решения, где в качестве датчика температуры используются терморезистор (ММТ-1). Магниты показаны в разрезе.
На фиг.4 в качестве примера практической реализации показано устройство для создания термического контакта по второму варианту технического решения, где в качестве датчика температуры используется микросхема AD597(TO-100). Корпус и один из магнитов показаны в разрезе.
На фиг.5 в разрезе, в качестве примера практической реализации показано устройство для создания термического контакта по второму варианту технического решения, где в качестве датчика температуры используется микросхема AD597(SO-8).
Устройство для создания термического контакта по первому варианту технического решения (фиг.1, 2, 3) содержит крепежный элемент с датчиком температуры 1, причем, крепежный элемент выполнен в виде одного или нескольких кольцевых магнитов 2 закрепленных на датчике температуры 1.
Устройство для создания термического контакта по второму варианту технического решения (фиг.4, 5) содержит датчик температуры 1 причем, датчик температуры 1 расположен в корпусе 3 крепежного элемента содержащего один фиг.5 или несколько фиг.4 дисковых магнитов 2.
Поверхность магнита 2 на фиг.5 закрыта дисковой немагнитной пластиной 4, которая совместно с дисковым магнитом 2 завальцованны в корпус 3. Внешняя сторона дисковой немагнитной пластины 4 совместно с корпусом 3 выполнены шлифованными и являются контактной плоскостью.
В случае исполнения корпуса 3 из магнитного материала он выполняет функцию экрана с концентрацией магнитного поля в зазоре между внутренней стенкой корпуса 3 и внешней торцевой стенкой дискового магнита 2. Устройство (фиг.5) также снабжено фигурным медным кольцом 5 для пайки экрана электрического кабеля (не показано), чашеобразным изолятором 6, диэлектрической втулкой 7, резиновой кольцеобразной прокладкой 8 и накидной гайкой 9, которая может быть выполнена из диэлектрического материала, например капролона.
По всем вариантам технического решения, при необходимости электрической изоляции устройства для создания термического контакта от объекта контроля температуры, необходимо проложить между ними в точке контакта термостойкую диэлектрическую пленку или пластину технической слюды.
Для того чтобы создать тепловой контакт между устройством для создания термического контакта и объектом из немагнитного материала, например, химической стеклянной колбой, к месту предполагаемого контакта необходимо прикрепить магнитную пластину или дополнительный магнит(ы). При этом надо учитывать, что магниты притягиваются друг к другу плоскостями с противоположной магнитной полярностью.
Рассмотрим устройство для создания термического контакта в его действии.
По первому варианту предлагаемого технического решения датчик температуры 1 устройства (фиг.1, 2, 3) прикладывается к поверхности объекта контроля температуры, а постоянный магнит 2 (фиг.1, 2) или магниты 2 (фиг.3) закрепленные на датчике температуры 1 благодаря магнитному полю создают прижимное усилие к поверхности объекта для надежного термического контакта.
По второму варианту предлагаемого технического решения для устройства (фиг.4) создание температурного контакта происходит аналогично первому варианту технического решения. Корпус крепежного элемента 3 выполняет дополнительно функцию защиты магнитов 2 от ударного (механического) разрушения.
Устройство (фиг.5) к поверхности объекта контроля температуры прикладывается контактной плоскостью. Магнитное поле дискового магнита 2 создает прижимное усилие. Термический контакт между датчиком температуры 1 и объектом контроля температуры происходит через теплопроводящие материалы корпуса 3 крепежного элемента, дисковой немагнитной пластины 4 и дискового магнита 2.
Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемое устройство для создания термического контакта по всем вариантам технического решения выигрывает в простоте создания термического контакта и его демонтаже. Для крепления устройства не требуется создания технологических отверстий и использования резьбовых соединений на поверхности объекта контроля температуры. Дополнительный магнит(ы) или магнитная пластина прикрепленные (приклеенные) к поверхности объекта контроля температуры позволяют создавать термический контакт с объектом выполненным из немагнитного материала. Технические характеристики выпускаемых промышленностью магнитов позволяют использовать их в широком диапазоне температур. Редкоземельные магниты (SmCO) самарий - кобальт используются до температур ~350°С, а (ALNICO) - российское название ЮНДК выдерживают ~550°С.