Результат интеллектуальной деятельности: Датчик для измерения температуры в агрессивной среде

Изобретение относится к термометрии, в частности к датчикам температуры, используемым для измерения температуры агрессивных сред с давлениями до и свыше 45 МПа, системам регулирования температуры, и может быть использовано в различных отраслях, например в сельском хозяйстве, нефтяной, газовой, химической.

В качестве прототипа выбран датчик для измерения температуры в агрессивных средах, содержащий чувствительный элемент в виде пленочного терморезистора и основание, размещенное в корпусе, основание выполнено в виде оксидированной с двух сторон пластинки титана, установленной тыльной стороной к контролируемой среде (Авторское свидетельство на изобретение №267124 SU, опубл. 01.04.1970, бюл. №12).

Недостатком прототипа является отсутствие возможности измерений в среде с высоким давлением, невысокая точность измерений температуры из-за плохой теплопроводности оксидной пленки и высокая стоимость датчика.

Задача изобретения заключается в разработке датчика высокой точности для измерений температуры без непосредственного контакта чувствительного элемента датчика с измеряемой агрессивной средой, находящейся под давлением, и обладающего низкой стоимостью.

Техническая задача обеспечивается тем, что в корпусе выполнено глухое отверстие с дном в форме усеченного конуса, на которое направлен чувствительный элемент инфракрасного датчика, а на поверхности контакта с измеряемой средой выполнены выступы и впадины, образующие перфорированную поверхность.

На фиг. 1 изображен общий вид датчика, на фиг. 2 - вид сверху, на фиг. 3 - продольное сечение датчика по фиг. 1, на фиг. 4 - вид снизу.

В металлическом корпусе 1 установлен инфракрасный датчик 2, заключенный в электроизоляционный конструкционный материал 3 (например, текстолит). Чувствительный элемент 4 инфракрасного датчика 2 направлен в центр дна в форме усеченного конуса 5 без непосредственного контакта с поверхностью дна. Контактная группа 6 инфракрасного датчика 2 с соединениями проводов 7 закрыта заглушкой 8 из электроизоляционного материала. Поверх заглушки 8 для фиксации заливается состав 9 из клеевой основы. На наружной части металлического корпуса 1 выполнена резьба, а в верхней его части - грани для установки датчика при помощи инструмента. На поверхности 10 контактирующей с измеряемой средой выполнены выступы и впадины, образующие перфорированную поверхность. В зависимости от свойств агрессивной среды выбирается марка металла корпуса 1 и толщина перфорированной контактирующей поверхности 10 с теплоносителем.

Устройство работает следующим образом.

Изменение температуры агрессивной среды передается от перфорированной поверхности 10 на поверхность дна усеченного конуса 5 корпуса 1 без искажений ввиду способности металла мгновенно передавать тепло. Инфракрасный датчик 2 с чувствительным элементом 4, заключенный в электроизолирующий корпус 3 с крышкой 8, поверх которой нанесен состав 9 из клеевой основы, фиксируя изменения температуры дна усеченного конуса 5, передает сигналы через контактную группу 6 по проводам 7. Перфорированная поверхность 10 позволяет увеличить площадь контакта с теплоносителем, что снижает инерционность и повышает точность.

Таким образом, изобретение позволяет создание датчика высокой точности для измерений температуры без непосредственного контакта чувствительного элемента датчика с измеряемой агрессивной средой, находящейся под давлением, и обладающего низкой стоимостью.