ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Стеид для высокотемпературной градуировки в вакууме из "Методы измерения тепловых потоков " Градуировочный столбик состоит из последовательно чередующихся датчиков и нагревателей, мощность которых может быть измерена с достаточной точностью. Проекция нагревателя на плоскость датчика не должна выходить за пределы последнего, чтобы нагреватели не могли видеть друг друга и обмен энергией между ними мог происходить только через градуируемые датчики (рис. 76 и 77). [c.138] Каждый нагреватель отдает в столбик кондуктивные потоки, направленные вверх и вниз. Таким образом, все промежуточные датчики находятся в условиях встречных тепловых потоков, когда суммы мощностей нагревателей при данных условиях рассеяния обеспечивают соответствующий температурный уровень, а их разности — значения градуировочных потоков, проходящих через датчики. [c.139] Здесь в левой части представлена разность потоков, регистрируемых верхним и нижним для данного нагревателя датчиками, а справа — величина, остающаяся от мощности нагревателя после рассеяния части энергии Рр боковыми стенками нагревате- ля в окружающее пространство. [c.139] Предполагается, что все набранные в столбик нагреватели и датчики имеют одинаковые площади. [c.139] Если по каким-либо косвенным показателям, например по температуре, известны значения мощности рассеяния Рр,, измерены величины сигналов датчиков и потребляемых нагревателями мощностей Р нг, ТО Б системе (У1.2) неизвестными остаются только значения коэффициентов датчиков кг. [c.139] Количество датчиков с неизвестными коэффициентами, как видно, на единицу превышает число уравнений, равное числу нагревателей. Следовательно, система не замкнута. Для того чтобы система решалась, достаточно в столбик поставить один датчик с известным рабочим коэффициентом или вариацией режима работы столбика, а сигнал одного из датчиков привести к нулю (еш=0). [c.139] Тогда из системы исключается коэффициент этого датчика кт, и она становится разрешимой относительно всех рабочих коэффициентов ки к2. кп, что, по существу, и требуется. [c.139] К нижней стороне плиты на фланце крепится диффузионный насос типа ВА-05. Форвакуум обеспечивается насосом типа ВН-2. Давление под колпаком контролируется стандартным измерительным устройством ВИТ-1А. [c.141] Сверху плита закрывается стеклянным колпаком, залитым на эпоксидной смоле в массивный стальной хромированный фланец. Снаружи колпак защищен стальной решеткой, за которую 1фланец вместе с колпаком подвешивается на тросе через Г-образную стойку к противовесу. Посредством клинового стопора противовес можно отключать от колпака в положении, когда прокладки фланца прилегают к поверхности плиты. Вес колпака и фланца обеспечивает первоначальный прижим и соответствующее уплотнение в начале эвакуации внутреннего пространства. [c.141] Во всех нагруженных сопряжениях, чтобы избежать диффузионной сварки, был исключен прямой контакт металла с металлом [116, 117]. В связи с этим архитрав был выполнен из графита, и в ползун запрессован графитовый вкладыш 4. В дальнейшем выяснилось, что для исключения прихватывания достаточно было натереть сопрягаемые поверхности графитом. [c.141] НОСТИ опоры При нагреве столбика в деталях устройства практически не возникают дополнительные усилия. [c.142] Для контроля сжимающего усилия высота эластичной опоры непрерывно измеряется индикатором часового типа с ценой деления 0,01 мм. В предварительных опытах индикатор был проградуирован по усилиям, имеющим место в системе. Обычно-нагреватели работают при усилии около 1000 н (100 кГ). [c.142] Для защиты резиновых шайб от перегрева нижняя опора соединена с основанием тепловым шунтом в виде шины, набранной из полос медной фольги. [c.142] В наладочных опытах долго не удавалось получить равномерное прилегание датчиков по всей поверхности. Объясняется это тем, что допуск на непараллельность рабочих торцов нагревателей достигал 100 мкм, т. е. на два порядка превышал значение возможных упругих деформаций нагревателей под сжимающим усилием. Применение поворотных опор в виде шариков позволило эффективно решить задачу. При выбранных допусках практическое отклонение осевой линии сжатия от центров датчиков не превышало 0,3 мм и было обусловлено, главным образом, погрешностями монтажа нагревателей и датчиков в столбике (сдвиги). Свобода концов обеспечивала свободу прилегания по всем контактным плоскостям сопряжения элементов столбика. [c.142] Наиболее существенной деталью столбика является нагреватель. Высокие тепловые нагрузки (больше 50 вт1см ) при температуре выше 600° С создавали определенные трудности. Увеличение габаритов нагревателя и снижение рабочей температуры лишало работу смысла. Удовлетворительное решение удалось получить лишь в третьей конструктивной попытке. Хотя в научном эксперименте безуспешная попытка не менее поучительна, чем успешная, ограничимся здесь описанием лишь последнего варианта. [c.142] Основное отличие нагревателей, собранных в столбик (см. рис. 76) 07 предыдущих конструкций состоит в том, что в качестве материала корпусов вместо меди выбран графит. Крышка не доходит до торцовых поверхностей (они полностью относятся к корпусу) и поэтому все детали при подготовке можно подвергать окончательной обработке. Схема устройства токовводных изоляторов приведена на рис. 79. [c.142] В качестве материала для изоляторов выбран пирофиллит [321]. Он легко обрабатывается в сыром виде всеми известными способами. После нагревания до 1100° С по прочности и изоляционным свойствам он не уступает обожженному фарфору. Наравне с тальком, пирофиллит целесообразно использовать как поделочный материал для изготовления изоляторов. [c.143] Для предотвращения поворота токоввода на выступающей части изолятора сделан уступ, в который входит выступ на втулке 5, обжимаемой на никелевом токовводе I (см. рис. 79). Спираль в токовводе крепится так же, как в электролампах в загибе расплющенного токоввода на 180°. [c.144] Нагреватель к цепи присоединяется с помощью миниатюрных штепсельных разъемов. Электрическая схема измерительных цепей и питания нагревателей столбика представлена на рис. 80. Нагреватели питаются от сети переменного тока через стабилизатор и общий регулировочный автотрансформатор, после которого цепь питания разветвляется на автотрансформаторы индивидуального регулирования мощностей нагревателей. Далее напряжение подается через разделительные понижающие трансформаторы, амперметры или токовые катушки ваттметров и вакуумплотные проходы к спиралям нагревателей. [c.144] Сигналы датчиков и термопар через групповой гермоввод и переключатель подаются на потенциометр Р-307. [c.144] Вернуться к основной статье