×
27.11.2014
216.013.0be8

МЕТЕОДАТЧИК СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к устройствам для измерения метеорологических параметров в системах контроля температуры нагреваемого оборудования. Сущность: устройство содержит шарообразный датчик (1), внутри которого расположены датчик (2) температуры и нагревательный элемент (3) с постоянной мощностью нагрева. Кроме того, устройство содержит блок (4) определения коэффициента теплоотдачи, датчик (5) температуры окружающей среды, датчик (6) мощности солнечного излучения, блок (7) вычисления мощности теплового излучения шарообразного датчика (1), блок (8) связи. Датчик (2) температуры, нагревательный элемент (3), датчик (5) температуры окружающей среды, датчик (6) мощности солнечного излучения, блок (7) вычисления мощности теплового излучения и блок (8) связи соединены с блоком (4) определения коэффициента теплоотдачи. Технический результат: повышение точности определения температуры. 1 ил.
Основные результаты: Метеодатчик системы контроля температуры, содержащий шарообразный датчик, внутри которого расположены датчик температуры и нагревательный элемент с постоянной мощностью нагрева, а также блок определения коэффициента теплоотдачи и датчик температуры окружающей среды, при этом датчик температуры и нагревательный элемент шарообразного датчика, а также датчик температуры окружающей среды подсоединены к блоку определения коэффициента теплоотдачи, отличающийся тем, что в него дополнительно введены датчик мощности солнечного излучения, блок вычисления мощности теплового излучения шарообразного датчика и блок связи, которые подсоединены к блоку определения коэффициента теплоотдачи.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в системах контроля температуры нагреваемого оборудования энергетики, например проводов воздушных линий электропередачи, силовых трансформаторов.

Известны защиты проводов от перегрева с вычислением температуры провода на основе решения уравнения теплового баланса, в которое входит коэффициент теплоотдачи провода, определяемый в нелинейном преобразователе в зависимости от скорости ветра (Авторское свидетельство СССР №854768, кл. В60М 3/00, 1981; Авторское свидетельство СССР №1778852, кл. Н02Н 5/04, В60М 3/00, Н02Н 3/08, 1992).

Известен способ определения коэффициента теплоотдачи, в котором коэффициент теплоотдачи αт в уравнении теплового баланса определяется как αт=pV0,6, где p - постоянный коэффициент, V - скорость ветра (Петрова Т.Е., Карминский В.А. Расчет нагрева проводов при ветрах. Режимы работы, автоматическое управление и техническая диагностика систем электроснабжения железных дорог. Труды. Межвузовский тематический сборник. Выпуск 171. Ростов-на-Дону: РИИЖТ, 1983, с.80-85).

Этот способ реализован в устройстве «Тепловая защита контактной сети» (см. Герман Л.А. и др. Тепловая защита контактной сети. Применение ЭВМ и микропроцессорной техники в системе тягового электроснабжения. Межвузовский сборник научных трудов. Выпуск №121. М.: Всесоюзный заочный институт инженеров железнодорожного транспорта, 1984, с.75-78).

Основным недостатком известных устройств является низкая точность из-за слишком приблизительного определения коэффициента теплоотдачи, поскольку не учитываются указанные выше влияющие факторы (температура провода, температура окружающей среды, площадь поверхности и форма сечения провода).

Известен термоанемометр для измерения скорости воздушного потока, принятый за прототип, состоящий из проволочки, включенной в цепь моста Уитстона, работающего на принципе постоянной силы тока, и смонтированной на держателе, предохраняющем ее от вибраций, обусловленных механическими и аэродинамическими причинами, отличающийся тем, что, с целью устранения зависимости показаний термоанемометра от направления потока, в качестве держателя проволочки использован эбонитовый или тому подобный шарик (Авторское свидетельство СССР №67767, МПК G01P 5/12, 20.06.1944).

Для термоанемометра эффект сноса теплоты потоком превосходит остальные охлаждающие факторы и уравнение теплового баланса приобретает вид:

, где

Р - мощность нагрева термоанемометра;

S - коэффициент, зависящий от размеров и формы термоанемометра, который для идеального шара равен площади поверхности термоанемометра;

ТА - температура термоанемометра;

Т - температура потока;

ξ - коэффициент теплоотдачи термоанемометра, зависящий от свойств окружающей среды, в число которых входит и скорость потока воздуха.

Процесс измерения выглядит следующим образом.

Подаем постоянный ток на проволочку, таким образом формируем постоянную мощность нагрева Р шарика термоанемометра. Замеряем температуру термоанемометра ТА и температуру окружающей среды Т. Из формулы (1) определяем ξ - коэффициент теплоотдачи термоанемометра:

Из величины коэффициент теплоотдачи термоанемометра ξ вычисляют скорость потока воздуха.

Из формулы (1) можно определить температуру любого нагреваемого оборудования:

где

Sэфф - эффективная (поскольку форма оборудования отлична от шара) площадь охлаждения оборудования,

Р - мощность нагрева оборудования.

Трудность представляет определение коэффициент теплоотдачи ξ, который зависит от многих факторов: скорость ветра, влажность, наличие и сила дождя, снега.

В целом, для всех косвенных методов определения температуры необходим учет коэффициента теплоотдачи, который определяет, с какой эффективностью окружающая среда охлаждает оборудование. Для подсчета коэффициента теплоотдачи необходимо замерять много изменяющихся параметров окружающей среды, от которых он зависит: скорость ветра, влажность, наличие и сила дождя, снега. Кроме этого необходимо измерять мощность нагрева оборудования прямым солнечным излучением.

Задача изобретения - создание устройства контроля температуры оборудования энергетики, позволяющего уменьшить число контролируемых факторов без ущерба для точности определения температуры.

Техническим результатом является измерение коэффициента теплоотдачи ξ окружающей среды, мощности нагрева оборудования прямым солнечным излучением, и в результате, повышение точности определения температуры нагреваемого энергетического оборудования.

Технический результат достигается тем, что в метеодатчик системы контроля температуры, содержащий шарообразный датчик, внутри которого расположены датчик температуры и нагревательный элемент с постоянной мощностью нагрева, а также блок определения коэффициента теплоотдачи и датчик температуры окружающей среды, при этом датчик температуры и нагревательный элемент шарообразного датчика, а также датчик температуры окружающей среды подсоединены к блоку определения коэффициента теплоотдачи, согласно предлагаемому изобретению, дополнительно введены датчик мощности солнечного излучения, блок вычисления мощности теплового излучения шарообразного датчика и блок связи, которые подсоединены к блоку определения коэффициента теплоотдачи.

Таким образом, по сравнению с прототипом, вместо измерения большого числа параметров (скорость ветра, влажность, наличие и сила дождя, снега) предлагается применить другой метод: использовать нагреваемый тестовый датчик, и замерить, с какой эффективностью окружающая среда охлаждает тестовый датчик, определить коэффициент теплоотдачи ξ.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен предлагаемый метеодатчик системы контроля температуры.

Метеодатчик системы контроля температуры состоит из шарообразного датчика 1, внутри которого расположены датчик температуры 2 и нагревательный элемент 3 с постоянной мощностью нагрева. Датчик 2 температуры и нагревательный элемент 3 подсоединены к блоку 4 определения коэффициента теплоотдачи, к которому дополнительно подсоединен датчик 5 температуры окружающей среды.

Отличие предлагаемого метеодатчика состоит в том, что к блоку определения коэффициента теплоотдачи 4 подсоединены дополнительно введенные датчик 6 мощности солнечного излучения, блок 7 вычисления мощности теплового излучения шарообразного датчика и блок 8 связи, который по линии 9 связи связан с центральным сервером (на чертеже условно не показан).

Рассмотрим работу предлагаемого метеодатчика.

Шарообразный датчик 1 располагают на открытом пространстве, и кроме нагрева нагревательным элементом 3 его нагревает солнечное излучение, охлаждает окружающая среда, кроме того, шарообразный датчик 1 охлаждается собственным тепловым излучением.

В отличие от формулы (1) уточненное уравнение теплового баланса шарообразного датчика 1 приобретает вид:

, где

P - мощность нагрева 3 нагревательного элемента с постоянной мощностью нагрева, которая нагревает шарообразный датчик 1,

Рс - мощность солнечного излучения, которая дополнительно нагревает шарообразный датчик 1,

Рт - мощность теплового излучения шарообразного датчика 1, которая охлаждает шарообразный датчик 1.

Среди этих величин Р постоянна и задается блоком 4 определения коэффициента теплоотдачи, а мощность Рс солнечного излучения измеряется датчиком 6.

Мощность Рт теплового излучения шарообразного датчика 1 вычисляется блоком 7, на основе:

известной площади S шарообразного датчика 1,

температуры ТА шарообразного датчика 1, которую измеряет датчик 2 температуры,

температуры Т окружающей среды, которую измеряет датчик 5 температуры окружающей среды.

Из формулы (4) определяем ξ - коэффициент теплоотдачи, который характеризует процесс охлаждения:

Блок 8 связи отправляет на центральный сервер коэффициент теплоотдачи ξ, температуру Т окружающей среды, мощность Рс солнечного излучения.

Рассмотрим использование данных (коэффициент теплоотдачи ξ, температуру Т окружающей среды, мощность Рс солнечного излучения), которые центральный сервер получает от предлагаемого метеодатчика.

По уточненной формуле (3) определяем температуру ТА любого оборудования:

В формуле (6) известны температура Т окружающей среды, мощность РА нагрева оборудования, которую вычисляют из измеренного тока I, протекающего по оборудованию, и известного сопротивления R оборудования по формуле: PA=I2*R.

Мощность РсА нагрева оборудования солнечным излучением вычисляют из полученной мощности Рс солнечного излучения по формуле: PcA=Pc*ScA*КсA/(Sc*Кc), где

ScA - площадь оборудования, освещаемая солнечным излучением,

Sc - площадь шарообразного датчика 1, освещаемая солнечным излучением,

КсА - коэффициент поглощения солнечного излучения оборудования,

Кс - коэффициент поглощения солнечного излучения шарообразного датчика 1.

Известны SэффА - эффективная (поскольку форма оборудования отлична от шара) площадь охлаждения оборудования, коэффициент теплоотдачи ξ, полученный от метеодатчика.

Остаются неизвестными температура ТА оборудования и мощность РтА теплового излучения оборудования, поскольку для вычисления РтА необходимо знать ТА. Обе эти величины определяем методом последовательных приближений:

1. Задаем начальное значение РтА=0.

2. По формуле (6) вычисляем ТА.

3. Мощность РтА вычисляем на основе известной площади SA оборудования, полученной температуры ТА, температуры Т окружающей среды.

4. Повторяем пункты 2 и 3 до тех пор, пока не получим заданную точность определения температуры оборудования ТА (полученное на следующем шаге значение ТА будет отличаться от предыдущего значения меньше, чем на величину заданной точности).

Таким образом, предлагаемый метеодатчик системы контроля температуры позволяет определять температуру любого нагреваемого оборудования, например проводов воздушных линий электропередачи, силовых трансформаторов. При этом метеодатчик позволяет автоматически учитывать многочисленные факторы внешней среды, такие как температура, ветер, осадки, солнечное излучение, которые влияют на температуру оборудования.

Метеодатчик системы контроля температуры, содержащий шарообразный датчик, внутри которого расположены датчик температуры и нагревательный элемент с постоянной мощностью нагрева, а также блок определения коэффициента теплоотдачи и датчик температуры окружающей среды, при этом датчик температуры и нагревательный элемент шарообразного датчика, а также датчик температуры окружающей среды подсоединены к блоку определения коэффициента теплоотдачи, отличающийся тем, что в него дополнительно введены датчик мощности солнечного излучения, блок вычисления мощности теплового излучения шарообразного датчика и блок связи, которые подсоединены к блоку определения коэффициента теплоотдачи.
МЕТЕОДАТЧИК СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 166.
10.04.2013
№216.012.34e5

Способ обнаружения гололедных образований на проводах и грозозащитных тросах линий электропередачи

Использование: в области электроэнергетики для обнаружения гололеда на проводах линии электропередачи. Технический результат заключается в повышении надежности. Согласно способу передают от начала линии до конца линии электропередачи радиоимпульсы, имеющие колоколообразную форму огибающей, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479084
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.06.2013
№216.012.4b6c

Применение шлама, образующегося на водоподготовительной установке, в качестве сорбента при очистке газовых выбросов тэс

Изобретение относится к области производства сорбентов. В качестве сорбента для очистки газов предложен шлам, образующийся при совместной коагуляции и известковании сырой воды на водоподготовительной установке тепловых электрических станций. Шлам имеет химический состав:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484890
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.07.2013
№216.012.5482

Устройство для обработки призабойной зоны скважины и способ обработки призабойной зоны скважины

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения эффективности обработки призабойной зоны скважины. Устройство для обработки призабойной зоны скважины, содержащее воздушную камеру с атмосферным давлением, выполненную длиной 20-50 м и соединенную при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487237
Дата охранного документа: 10.07.2013
27.09.2013
№216.012.7035

Способ информационного квч воздействия на живой организм

Способ информационного КВЧ воздействия на живой организм относится к области биологии и медицины и может быть использован для стимуляции жизнедеятельности живых организмов или растений, в частности для лечения ряда заболеваний человека и животных. Технический результат - упрощение процесса и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494376
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.09.2013
№216.012.70bc

Способ контроля провиса провода линии электропередачи

Изобретение относится к электротехнике. Способ включает размещение на проводе подвесного датчика температуры, а под проводом - контрольного устройства. При помощи первого и второго ультразвуковых приемопередатчиков осуществляют посредством контрольного устройства совместно с подвесным датчиком...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494511
Дата охранного документа: 27.09.2013
20.10.2013
№216.012.76cc

Теплообменная труба

Изобретение относится к энергетике. Теплообменная труба, у которой канал выполнен с выступами и канавками, причем канал выполнен с геометрическими соотношениями: h/Д=0,03, l=(90-100)/h, l=(90-100)h, где h - высота выступа, мм, Д - внутренний диаметр теплообменной трубы, мм, l - длина выступа,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496072
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.10.2013
№216.012.78be

Способ получения сорбента для газовой хроматографии

Изобретение относится к аналитической газовой хроматографии, в частности к способам создания сорбентов для анализа органических веществ, в том числе и загрязнителей окружающей среды. Предложен способ получения сорбента для газовой хроматографии, предусматривающий нанесение на твердый носитель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496572
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.7953

Способ получения гидрофобного адсорбента для очистки природных и сточных вод от нефтепродуктов

Изобретение относится к способам получения адсорбентов для очистки вод, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, и может быть использовано при очистке сточных вод тепловых электрических станций и удалении разливов нефти и нефтепродуктов с поверхности воды. Способ получения гидрофобного адсорбента...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496721
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7f92

Способ определения дальности до однофазного замыкания на землю в линиях электропередачи

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике и может быть использовано в устройствах защиты для определения дальности до места однофазного замыкания на землю (ОЗЗ) в трехфазных распределительных сетях среднего класса напряжений с изолированной, компенсированной или заземленной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498331
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.11.2013
№216.012.8610

Способ определения дальности до однофазного замыкания на землю в линиях электропередачи

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике и может быть использовано в устройствах защиты для определения дальности до места однофазного замыкания на землю (ОЗЗ) в трехфазных распределительных сетях среднего класса напряжений с изолированной, компенсированной или заземленной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499998
Дата охранного документа: 27.11.2013
Показаны записи 1-10 из 184.
20.02.2013
№216.012.2847

Адаптивное цифровое прогнозирующее и дифференцирующее устройство

Изобретение относится к средствам обработки информации для прогнозирования стационарных и нестационарных случайных процессов. Технический результат заключается в повышении качества и точности управления в цифровых динамических системах контроля. Устройство содержит: блок сглаживания, субблок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475831
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.03.2013
№216.012.3040

Цифровое прогнозирующее устройство

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Техническим результатом является повышение качества и точности управления в цифровых системах контроля и наведения различных объектов. Цифровое прогнозирующее устройство, в состав которого входят: блок сглаживания, содержащий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477887
Дата охранного документа: 20.03.2013
27.03.2013
№216.012.31ad

Устройство управления асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в частотно-регулируемых электроприводах (ЧРЭП) промышленности и электрического транспорта, особенно электрического железнодорожного. Технический результат заключается в обеспечении синхронной работы N параллельно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478255
Дата охранного документа: 27.03.2013
10.04.2013
№216.012.34e5

Способ обнаружения гололедных образований на проводах и грозозащитных тросах линий электропередачи

Использование: в области электроэнергетики для обнаружения гололеда на проводах линии электропередачи. Технический результат заключается в повышении надежности. Согласно способу передают от начала линии до конца линии электропередачи радиоимпульсы, имеющие колоколообразную форму огибающей, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479084
Дата охранного документа: 10.04.2013
27.04.2013
№216.012.397c

Способ получения гидрофобного адсорбента для очистки природных и сточных вод от нефтепродуктов

Изобретение относится к способам получения гранулированных адсорбентов. Способ получения гранулированного адсорбента включает предварительную термообработку шлама осветлителей тепловых электрических станций (ТЭС) при 180-220°С, приготовление модифицирующей эмульсии путем перемешивания до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480277
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.05.2013
№216.012.3df7

Способ изготовления шпалы

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении шпал для железнодорожного и электрического транспорта. Способ изготовления шпалы включает подготовку заготовки, формирование шпалы и выполнение отверстий под крепежные элементы опор для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481430
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.4224

Устройство для измерения тока в высоковольтной цепи с дистанционной передачей информации

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к цифровым приборам измерения переменного и постоянного тока, преимущественно при напряжениях от 6(10) кВ. Техническим результатом является повышение надежности работы устройства. Технический результат достигается благодаря тому, что в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482502
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.05.2013
№216.012.4225

Устройство для измерения напряжения в высоковольтной цепи с дистанционной передачей информации

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к цифровым приборам измерения переменного и постоянного напряжения, преимущественно в электроэнергетических сетях 6 (10) кВ и выше. Техническим результатом выступает повышение надежности и точности измерений за счет исключения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482503
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.05.2013
№216.012.4231

Способ определения расположения трубопровода

Изобретение относится к области геоакустики и может быть использовано для определения расположения трубопровода, находящегося в грунте и имеющего запорно-регулирующую аппаратуру. Сущность: трубопровод освобождают от транспортируемой среды. Снимают запорно-регулирующую аппаратуру и устанавливают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482515
Дата охранного документа: 20.05.2013
27.05.2013
№216.012.442b

Способ очистки сточных вод от нефтепродуктов

Изобретение относится к способам сорбционной очистки вод от нефтепродуктов и может быть использовано при охране окружающей среды. Способ очистки сточных вод от нефтепродуктов включает механическую очистку и доочистку фильтрованием через слой неподвижного сорбента. В качестве сорбента используют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483028
Дата охранного документа: 27.05.2013
+ добавить свой РИД