ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ

Полезная модель относится к тепловым испытаниям, в частности для измерения величины теплового потока, проходящего через наружные ограждения здания в натурных условиях.
В практике теплотехнических исследований ограждающих конструкций используют измерения величин тепловых потоков, проходящих через них, что позволяет определить теплозащитные свойства обследуемых ограждений.
Необходимость измерения тепловых потоков возникает при определении сопротивления теплопередачи.
R - сопротивление теплопередачи;
1
2
t и t - температура на внутренней и наружной поверхностях исследуемого ограждения;
Q - измеренный тепловой поток.
Для измерения тепловых потоков применяют измерители тепловых потоков (тепломеры), основанные на принципе дополнительной стенки. Измерители тепловых потоков, устроенные по этому принципу состоят из трех пластин: двух защитных дисков с наружных сторон и средней рабочей пластины, на которой установлены термопары по двойной архимедовой спирали.
По принципу дополнительной стенки устроены тепломеры З.З. Альперовича и тепломеры типа ИТП-2 конструкции ОРГЭС, а также ИТП-12. Специализированный измеритель теплового потока ИТП-12 выполнен в виде портативного переносного прибора, состоящего из преобразователя теплового потока и устройства для измерения и преобразования термо-ЭДС в цифровой сигнал, градуированного в Вт/м2.
Известный в практике тепломер З.З. Альперовича, представляющий собой резиновый диск диаметром 300 мм, в рабочей зоне смонтирована батарея из 700…800 термопар, расположенных по двойной архимедовой спирали. Недостатком данного прибора является его недолговечность. Во время испытания его приклеивают к панелям пластилином, цементом или гипсом, а по окончании работ - снимают. При отклеивании из-за мягкой резиновой основы он изгибается, находящиеся внутри термопары часто обрываются и тепломер выходит из строя. Кроме того, он имеет 510 спаев термопар, соединенных последовательно, и развивает ЭДС около нескольких десятков милливольт, поэтому для круглосуточной записи тепловых потоков требуется специальный самопишущий потенциометр.
Наиболее близким техническим решением является тепломер НИИМосстроя. Данный прибор представляет собой паронитовую 5 мм пластину размером 150×150 мм с пазами, в которых размещаются 100 соединенных последовательно медь-константовых термопар. Они расположены в центральной части пластины, по 50 спаев с каждой стороны. К крайним термопарам припаяны выходящие наружу провода, с помощью которых тепломер подключается к самопишущему устройству. Площадь пластины, занятая термопарами, называется рабочей частью, а окружающая ее - охранным кольцом, ширина которого - 50 мм. Во избежание обрывов с обеих сторон пластины наклеиваются тонкие паронитовые листы толщиной 1,5 мм.
Недостатком применяемого тепломера является ограничение количества термопар, размещенных в рабочей зоне, вследствие чего мы получаем небольшие значения ЭДС вырабатываемыми термопарами, что требует использования специальных потенциометров.
Техническим результатом является повышение термо-ЭДС за счет увеличения количества термопар в рабочей зоне, не меняя при этом размеры паронитовой пластины.
Технический результат достигается тем, что измеритель тепловых потоков, включающий паронитовую пластину, которая с обеих сторон имеет пазы, определяющие ее рабочую зону, в каждом из пазов расположены термопары. Согласно полезной модели термопары размещены по три ряда хромель-капель, пересекающие толщину пластины в рабочей зоне, располагаясь поочередно с одной и другой ее стороны, концы термопар соединены рабочими спаями, образуя последовательно соединенную цепь, к концам образовавшейся цепи присоединены клеммы хромель-капель, к пластине с обеих сторон приклеены защитные паронитовые пластины меньшие по толщине.
Полезная модель поясняется чертежом.
На фиг. 1 изображена схема электрической цепи (хромель-капель), на фиг .2 показан измеритель тепловых потоков с трехрядным расположением термопар в рабочей зоне.
1 - рабочий спай термопар; 2 - термопары ХК (хромель-капель); 3 - клеммы; 4 - паронитовая пластина; 5 - защитные паронитовые пластины; 6 - пазы в паронитовой пластине, определяющие рабочую зону; 7 - рабочая зона с термопарами.
Рабочая зона паронитовой пластины разбивается на три ряда, в которых размещены 200 термопар. Термопары, расположенные в рабочей зоне паронитовой пластины и соединенные последовательно, при прохождении теплового потока вырабатывают термо-ЭДС. К концам образовавшейся цепи присоединены клеммы хромель-капель, которые располагаются в нижней части пластины, и на которые поступают значения термо-ЭДС.
Величина теплового потока определяется по формуле
Q=k·e,
где: e - величина измеренной термо-ЭДС;
k - тарировочный коэффициент измерителя тепловых потоков, определяемый при помощи другого тепломера, характеристика которого заранее известна.