ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОЛЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ И СКОРОСТИ ЖИДКОСТИ В ЗАМКНУТОМ ПРОСТРАНСТВЕ

Предлагаемая полезная модель относится к области измерительной техники и предназначена для измерения полей скорости и температуры жидкости в большом объеме, например в топливных баках, в хранилищах топлива, в плавильных печах и т.д., где движение жидкости может быть самопроизвольным или создаваться искусственно. Например - перемешивание расплава жидкого металла МГД-методом с целью получения гомогенного сплава свинца и лития применительно к термоядерным реакторам-токамакам.
Ближайшим прототипом является полезная модель, описанная в работе «Микротермопарный зонд для трехмерных измерений полей температуры в неизотермических потоках жидких металлов», патент RU 188 420 U1 от 11.04.2019. Этот зонд представляет собой шток, к которому приварена державка с закрепленными на ней термопарами. Зонд перемещается в продольном и вращательном направлении с помощью механизмов, находящихся на другом конце от термопар.
Недостатком такой конструкции является то, что в объеме жидкости с нулевой усредненной по объему скоростью такой зонд будет вносить возмущения в окружающую среду за счет слишком громоздкой конструкции державки и самих чувствительных элементов и, следовательно, существенно искажать измеряемые величины.
Таким образом, прототип не позволяет проводить измерения в большом объеме (неподвижном) жидкости.
Техническая задача, решаемая полезной моделью - произвольное размещение большого количества миниатюрных датчиков в замкнутом объеме жидкости.
Технический результат достигается тем, что известный измерительный прибор, содержащий в себе чувствительные элементы с механизмом вращения, согласно полезной модели снабжен прикрепленной к механизму вращения рамной конструкцией с закрепленными и натянутыми на ней неподвижными металлическими струнами, на которых размещены чувствительные элементы с проводами, закрепленными вдоль струн.
Техническим результатом является возможность размещения рамной конструкции в исследуемой области и обеспечение ее поворота вокруг оси. Следствием достижения технического результата является получение подробных результатов измерений скорости, температуры и др. в любом количестве точек большого объема жидкости, в зависимости только от набора чувствительных элементом.
Сущность полезной модели поясняется чертежом. Измеритель представляет собой некоторое количество чувствительных элементов - 1, установленных на натянутые и закрепленные струны - 2, с помощью рамной конструкции - 3. Провода для передачи показаний - 4 с чувствительных элементов, протянуты и прикреплены вплотную вдоль струн. Механизм вращения - 5 установлен на конце рамной конструкции с помощью механической передачи. Основные детали механизмов изготавливаются из нержавеющей стали 12Х18Н10Т. Прикрепление проводов для передачи сигнала может осуществляться разными способами, например с помощью высокотемпературного клея. Толщина струн и проводов составляет около 0.125 мм.
Рамная конструкция - 3 с установленными на нее струнами - 2 и чувствительными элементами - 1, помещается в емкость с исследуемой жидкостью. Механизм вращения - 5 установленный на одном конце рамной конструкции - 3, обеспечивает ее поворот вокруг своей оси за счет механической передачи. После начала измерений сигнал поступает по проводам для передачи показаний - 4. Надежность измеряемых данных обеспечивается миниатюрностью конструкции чувствительных элементов - 1 и струн с закрепленными на них проводами для передачи сигналов - 4.