ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Конструкции б. д. т. п. и общие вопросы их изготовления из "Методы измерения тепловых потоков " Основная идея устройства теплометрической батареи состоит в том, что элементы включены параллельно по измеряемому потоку и последовательно по генерируемому сигналу. В одном из первых датчиков (1962 г.) элементы представляли одиночные датчики с размерами 2X2X1 мм . Крайние слои элементов изготовлялись из медной фольги толщиной 0,1 мм. Промежуточные пластины штамповались из константановой ленты. Промежутки и зазоры между элементами заполнялись изоляционной массой, сверху и снизу батареи для изоляции прокладывались тонкие слюдяные листочки. Чувствительные элементы закладывались в металлический корпус из нержавеющей стали, который закрывался крышкой, привариваемой к корпусу. Из технологических соображений более удобными оказались круглые корпуса. Около ста таких датчиков было изготовлено для различных организаций. [c.84] Число элементов в таких датчиках, названных галетными, доходило до 114, что позволило увеличить чувствительность по. .сравнению с одиночным датчиком на два порядка [61]. В круг- лых корпусах значительно более компактно укладываются треугольные элементы (рис. 41). В последнее время такие конструкции мало применяются, так как разработаны более эффективные варианты. [c.84] При дальнейшем увеличении чувствительности за счет числа элементов необходимо уменьшать их поперечные сечения. В этом случае значительно изменяется отношение высоты элемента к поперечному размеру. Такие системы могут работать только в батареях, где соседние элементы выполняют друг для друга функции охранных устройств, а число краевых элементов относительно невелико. [c.84] Одна из попыток состояла в простом уменьшении поперечных размеров элементов га летного датчика до 0,1 мм. Места соединения термоэлектродов располагались в двух параллельных плоскостях. [c.84] Благодаря относительно высокой теплопроводности, термоэлектроды проводят почти весь поток, поэтому показания датчика, в отличие от термостолбика, меньше зависят от условий охлаждения холодных спаев. От ленточных тепломеров, например тепломеров Шмидта, такие датчики, как и одиночные, отличаются тем, что вспомогательную стенку в них в основном образуют материалы термоэлектродов. Поэтому они более компактны, имеют значительно меньшее термическое сопротивление и, тем не менее, как правило, более чувствительны. [c.85] Теоретически на каждом квадратном сантиметре может уложиться более 10 проводников диаметром 0,1 мм, что соответствует 5 ООО парных элементов. Практически число элементов в серийном производстве незначительно превышает 1000 шт1см и лишь при особенно тщательном исполнении удавалось довести до 2000 шт1см . Чувствительность б. д. т. п. по сравнению с о. д. т. п. повышается за счет увеличения числа пар спаев и концентрации потока [256]. [c.85] В готовом изделии датчик должен представлять плотно уложенную систему из множества проволочек, сваренных по концам в строгом порядке чередования материалов. Каждая допущенная в последовательности сварки ошибка. приводит к перемене знака полярности сигнала, развиваемого последующей частью батареи. Достаточно один раз ошибиться в середине батареи, чтобы чувствительность всей системы стала близкой к нулю. При большом числе элементов даже незначительная вероятность ошибки в последовательности соединения элементов лишает работу смысла. [c.85] Последовательное соединение коротких отрезков (1 мм) различных материалов удобно выполнять в сетке, тканной из парных термоэлектродных проволок так, чтобы одна из них шла на основу, а другая — на уток. Места пересечения проволок свари-ваюся. Затем из сетки вырезаются полоски таким образом, чтобы они состояли из последовательно чередующихся отрезков парных электродов. Ленточка-лесенка изолируется и сжимается так, что отрезки приобретают поперечную ориентацию. Ленточки свариваются по нескольку штук, укладываются в плотный пакет ряд к ряду и прессуются. В плане батарея получается квадратной. После прессовки заготовка заливается эпоксидной смолой или керамической массой и подвергается термообработке [60]. [c.85] Недостаток такого датчика состоит в том, что оператор должен несколько раз обращать внимание на каждый спай. В связи с этим производство б. д. т. п. чрезвычайно трудоемко, утомительно и малопродуктивно. [c.85] Применение гальванических термопар значительно упрощает технологию изготовления б. д. т. п. при несущественном ослаблении чувствительности. [c.85] Недостатки спиральных датчиков заключаются в низкой плотности заполнения пространства, занятого чувствительными элементами, в связи с чем термическое солротивление датчиков сравнительно велико, а также в том, что при меднении эластичных пружинок и (Последующей их укладке в батарею возникают большие технологические трудности. [c.86] Устранение названных недостатков при сохранении преимуществ получено в слоистых датчиках, технология изготовления которых приведена в параграфе 5 данной главы. Безусловное преимущество слоистых датчиков по сравнению с датчиками из сеток состоит в том, что внимание операторов уже не должно останавливаться на отдельных элементах. [c.86] В ряде случаев чувствительность слоистого датчика оказывается с избытком достаточной. При этом эффективно используются металлические батарейные датчики с малым термическим сопротивлением. В металлическом корпусе диаметром 30 мм выточен кольцевой канал диаметром 20 мм, глубиной 2 мм и шириной 1,5 мм. Стенки -канала изолируются высокотемпературной эмалью. Чувствительный элемент, закладываемый в канал, аналогичен заготовке для слоистого датчика. Обычно в качестве основы применяется хромель или нихром с никелевым гальническим покрытием. [c.86] В зависимости от величины требуемого термического сопротивления корпуса изготовляются из меди, латуни или нержавеющей стали. [c.86] При измерении теплового потока алундовый датчик плотно закладывают в массив, в котором необходимо произвести измерение потока. Благодаря круговой цилиндрической форме такой датчик можно поворачивать вокруг оси. Когда плоскость спаев батарейной термопары совпадает с плоскостью вектора теплового потока, значение сигнала достигнет максимальной величины. Таким образом, датчик позволяет определить не только значение нормальной проекции, но и направление и величину максимального значения нормальной составляющей теплового потока. [c.87] Все компоненты в пространстве вектора теплового потока можно измерить с помощью трех описанных выше датчиков со взаимно перпендикулярными осями. [c.87] Спираль термопары изготовляется гальваническим осаждением парного материала на намотанную основу (например, никель на хромель или нихром) либо предварительной сваркой заготовки для спирали из кусков расчетной длины парных термоэлектродов. [c.87] Для защиты от агрессивной галоидной атмосферы подготовленный стержень с дифференциальной термопарой на загустевшем шликере вставляется в алундовый чехол и после сушки обжигается. [c.87] Градуировка производится в стенке пустотелого графитового цилиндра в условиях, близких к натурным в электролизере. При измерениях установку датчика по потоку производили поворотом вокруг оси. [c.87] Вернуться к основной статье