ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ

Полезная модель относится к области теплофизических измерений и может быть использована для измерения стационарных и нестационарных температур, например, в узлах и агрегатах машиностроительной продукции.
Известен датчик температуры, содержащий корпус и чувствительный элемент, размещенный в металлическом чехле с наружным покрытием из легкоплавкого металла или сплава (см. патент РФ на полезную модель №105440, МПК G01K 1/14, 2011 г.). Недостатком известного датчика является сложность нанесения наружного покрытия на чехол, так как такую операцию необходимо проводить перед каждым измерением температуры при введении этого датчика в тело измеряемого объекта.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является датчик температуры, включающий корпус и чувствительный элемент, размещенный в чехле, на внешней поверхности которого в зоне размещения спая чувствительного элемента изготовлена резьба с нанесенным на нее покрытием из теплопроводной диэлектрической пасты (см. патент РФ на полезную модель №141299, G01K 1/14, 2014 г.). Недостатком указанного датчика является недостаточная точность измерения температуры в стационарных и квазистационарных условиях. Дело в том, что при длительном измерении температуры, когда она не меняется (стационарные условия) или изменяется незначительно (квазистационарные условия) происходит значительная утечка тепла по чехлу датчика из зоны измерения температуры, что ведет к повышенной погрешности ее измерения.
Цель настоящей полезной модели - повышение точности измерения температуры в объектах в стационарных и квазистационарных условиях.
Указанная цель достигается тем, что в известном датчике температуры, включающем корпус и чувствительный элемент, размещенный в чехле, на внешней поверхности которого в зоне размещения спая чувствительного элемента изготовлена резьба с нанесенным на нее покрытием из теплопроводной диэлектрической пасты, в нем чехол выполнен из двух скрепленных между собой частей, при этом часть чехла в зоне размещения спая чувствительного элемента изготовлена из металла, а остальная часть чехла - из диэлектрического низкотеплопроводного материала. В качестве диэлектрического низкотеплопроводного материала может быть использован керамический материал. Выполнение чехла датчика температуры двухсоставным позволяет решить сразу две задачи: ускорить приток тепла от исследуемого объекта к чувствительному элементу датчика и нарезать на поверхности чехла надежную резьбу, а также исключить значительное перетекание тепла по чехлу из зоны измерения температуры. Та составная часть чехла, которая расположена в зоне размещения спая чувствительного элемента, изготовлена из металла. На этой части нарезается резьба, обеспечивающая надежное крепление датчика температуры в исследуемом объекте. Кроме того, за счет высокой теплопроводности металла тепло от исследуемого объекта быстро доходит до чувствительного элемента. Остальная часть чехла, на поверхности которой отсутствует резьба, выполняется из диэлектрического низкотеплопроводного материала, например, из керамического материала. Низкая теплопроводность значительно снижает перетекание тепла из зоны измерения, а диэлектричность позволяет исключить образование вихревых токов внутри чехла датчика, что также повышает точность измерения температуры исследуемого объекта. Обе части чехла надежно соединяются между собой, обеспечивая необходимую прочность всему чехлу.
На фигуре представлен предлагаемый датчик температуры со следующими обозначениями:
1 - корпус датчика;
2 - чехол;
3 - чувствительный элемент;
4 - спай чувствительного элемента;
5 - наружное покрытие;
6 - резьба;
7 - металлическая часть чехла;
8 - часть чехла из диэлектрического низкотеплопроводного материала.
Датчик температуры состоит из корпуса 1, к которому крепится чехол 2. Внутри чехла 2 располагается чувствительный элемент (в данном случае термопара), спай 4 которого закреплен в торце чехла 2 на его внутренней поверхности. На чехле 2 нанесено наружное покрытие 5 из теплопроводной диэлектрической пасты, и выполнена резьба 6. Чехол изготовлен из двух скрепленных между собой частей. Одна часть чехла 7, расположенная в зоне размещения спая чувствительного элемента, изготовлена из металла, а другая часть чехла 8 изготовлена из диэлектрического низкотеплопроводного материала, например, из керамическогоматериала.
Предлагаемый датчик температуры работает следующим образом. Для измерения температуры в измеряемом объекте (на фигуре объект не показан) чехол аккуратно вводится в отверстие в данном объекте и вращательным движением резьба чехла 2 вкручивается в резьбу, которая нарезана в измеряемом объекте, надежно фиксируя датчик температуры. В зоне выполнения резьбы на чехле 2 теплопроводная диэлектрическая паста остается на поверхности этого чехла. За счет выполнения части чехла 7 из металла и наличию этой пасты обеспечивает практически идеальный термический контакт между измеряемым объектом и спаем чувствительного элемента с учетом неподвижности чехла в объекте. Это ведет к повышению точности измерения температуры. Выполнение части чехла 8 из диэлектрического низкотеплопроводного материала значительно снижает перетекания тепла из зоны измерения температуры, что также повышает точность измерения температуры при стационарных и квазистационарных условиях.