ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для измерения температуры газообразных, жидких и сыпучих сред путем погружения.
Известен термометр сопротивления (SU, авторское свидетельство №861977, опубл. 07.09.81 г., бюлл. №33), содержащий бескаркасный проволочный термочувствительный элемент в виде катушки, размещенный в жесткой герметичной оболочке с заполнителем, причем в качестве заполнителя использован неэлектропроводящий порошок, смоченный жидким диэлектриком.
Недостатком термометра является большая погрешность измерений температуры вследствие саморазогрева внутренних слоев катушки термочувствительного элемента измерительным током, что обусловлено большим термическим сопротивлением между этими слоями и средой.
Известна конструкция термопреобразователя сопротивления по патенту РФ №58703 от 19.05.2006 г., состоящая из корпуса в виде трубки и помещенных в него чувствительного элемента в виде катушки провода с каркасом, изолятора и электрических выводов термопреобразователя. Теплопроводящий наконечник корпуса находится в тепловом контакте с каркасом, при этом катушка намотана на каркас в несколько слоев, изолятор присоединен к каркасу через переходный цилиндр и выполнен в виде пластины с контактными площадками, на которых выводы катушки провода чувствительного элемента электрически соединены с выводами термопреобразователя сопротивления. Наконечник корпуса выполнен как единое целое с каркасом, а изолятор выполнен в виде полоски.
Недостатками термопреобразователя сопротивления являются низкая надежность вследствие электрического замыкания витков катушки на корпус в условиях вибрации и большая погрешность измерения температуры, обусловленная саморазгревом чувствительного элемента под действием измерительного тока за счет большого термического сопротивления между верхними слоями катушки и корпусом.
Задачами полезной модели являются повышение надежности термопреобразователя сопротивления и уменьшение погрешности измерений температуры среды.
Технический результат достигается за счет электрической изоляции витков катушки чувствительного элемента от корпуса и уменьшения саморазогрева чувствительного элемента под действием измерительного тока за счет размещения дополнительный диэлектрической теплопроводящей трубки между катушкой и корпусом.
Поставленные задачи решаются путем того, что термопреобразователь сопротивления содержит корпус в виде трубки с теплопроводящим наконечником корпуса, помещенные в него чувствительный элемент в виде катушки провода с каркасом, изолятор и электрические выводы термопреобразователя. При этом катушка намотана на каркас, изолятор соединен с каркасом и с контактными площадками, на которых выводы катушки провода чувствительного элемента электрически соединены с выводами термопреобразователя сопротивления. Дополнительно введена диэлектрическая теплопроводящая трубка, расположенная между корпусом и чувствительным элементом, которая выполнена например, из фторопласта.
На фигуре показан термопреобразователь сопротивления в разрезе.
Термопреобразователь сопротивления состоит из наконечника 1 каркаса конической или цилиндрической формы из меди или сплава меди, каркаса 2 чувствительного элемента из меди или сплава меди, примыкающего к основанию наконечника 1 и имеющего с ним тепловой контакт, чувствительного элемента 3 в виде многослойной катушки из медного провода, намотанной на каркас 2. Термопреобразователь содержит корпус 4 в виде трубки защитной металлической, герметично прикрепленной к наконечнику 1, например, с помощью клея, трубку 5 из диэлектрического теплопроводящего материала, например, фторопласта, установленную внутри корпуса 4 поверх катушки 3 чувствительного элемента, изолятор 6 с контактными площадками 7, прикрепленный к каркасу 2, например, с помощью клея, выводы 8 катушки чувствительного элемента 3, распаянные на контактные площадки 7 изолятора 6, электрические выводы 9 термопреобразователя сопротивления, припаянные к контактным площадкам 7 изолятора 6.
Термопреобразователь сопротивления работает следующим образом
Перед измерением температуры термопреобразователь погружается в исследуемую среду на глубину, превышающую общую длину наконечника 1 и каркаса 2, и выдерживается до установления теплового равновесия со средой. При измерении температуры через катушку чувствительного элемента 3 пропускается измерительный электрический ток. За счет мощности тока происходит выделение тепла в катушке. От внешних слоев катушки чувствительного элемента 3 тепло отводится через диэлектрическую теплопроводящую трубку 5 и через корпус 4 в среду. От внутренних слоев катушки чувствительного элемента 3 тепло отводится через теплопроводящий каркас 2 и наконечник 1 в среду.
В процессе транспортировки и проведения измерений температуры среды в условиях вибраций витки катушки чувствительного элемента перемещаются и соприкасаются с трубкой 5. Благодаря исполнению ее из диэлектрического материала исключается электрическое замыкание витков чувствительного элемента на корпус.
За счет выполнения диэлектрической трубки из теплопроводящего материала улучшается тепловой контакт внешних слоев катушки чувствительного элемента с корпусом и средой. В результате снижается степень саморазогрева чувствительного элемента измерительным током и уменьшается погрешность измерения температуры среды.