Самокалибрующийся сенсор температуры на ферритовых элементах

Патент на изобретение № 2819824 (RU)

Реферат

Изобретение относится к средствам измерения и представляет из себя измерительную часть самокалибрующегося датчика температуры. Предложен самокалибрующийся сенсор температуры, содержащий термочувствительный элемент и эталонный элемент с фиксированным фазовым переходом. Термочувствительный элемент выполнен в виде термопары, помещенной в керамический изолятор, представленный жгутами из высокотемпературной керамики диаметром 2-3 мм, а эталонный элемент выполнен из не менее двух ферритовых элементов в виде колец с равномерно распределенным по температурному диапазону сенсора магнитным фазовым переходом. Кольца собраны стопкой, установлены соосно жгутам из высокотемпературной керамики керамического изолятора. Вокруг колец выполнена общая обмотка из жаропрочной проволоки, причем витки проволоки не соприкасаются друг с другом, а поверх всех указанных элементов сенсора нанесен термостойкий диэлектрический клей. Технический результат - разработка конструкции самокалибрующегося датчика температуры, позволяющего работать в широком диапазоне температур.

Описание

Изобретение относится к измерительным системам и может быть использовано для точного определения температуры в научно-исследовательском оборудовании для приборов термического анализа, а также в промышленности, где реализован циклический режим нагрева.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка конструкции самокалибрующегося сенсора температуры на ферритовых элементах, позволяющего работать в широком температурном диапазоне температур.

Разработан самокаллибрующийся сенсор температуры, который состоит из основного измерителя температуры (термочувствительный элемент – термопара) и набора из пяти ферритовых элементов, которые являются эталонами температуры. Каждый из пяти элементов имеет свою фиксированную температуру магнитного фазового перехода (температуру Кюри), и является эталоном температуры. Ферритовые элементы подобраны таким образом, что значения их магнитных фазовых переходов равномерно распределены по всему рабочему диапазону сенсора.

Проверка измеряемого значения температуры в предлагаемом датчике производится в автоматическом режиме минимум по двум независимым эталонам с температурой магнитного фазового перехода (температура Кюри) и возможностью фиксации температуры магнитного фазового перехода (температуры Кюри).

Технический результат достигается тем, что самоклибрующийся сенсор температуры на ферритовых элементах, содержит термочувствительный элемент, помещенный в изолирующую соломку, вокруг изолирующей соломки соосно установлены не менее двух ферритовых элементов которые выполняют роль эталона температуры в виде колец собранных стопкой, вокруг колец выполнена общая обмотка из жаропрочной проволоки, причем витки не соприкасаются друг с другом; поверх всех указанных элементов сенсора нанесен термостойкий диэлектрический клей. Количество ферритовых элементов эталонов температуры может варьироваться и составлять не менее двух элементов. Каждый элемент имеет свою фиксированную температуру магнитного фазового перехода (температуру Кюри), и является эталоном температуры. Ферритовые элементы подобраны таким образом, что значения их магнитных фазовых переходов равномерно распределены по всему рабочему диапазону сенсора.

Разработанное самокалибрующийся температурный сенсор на выходе выдает два вида сигнала. Первый сигнал соответствует показанию термочувствительного элемента (термоэлектрического преобразователя, термосопротивления, термистора), второй - магнитному состоянию ферримагнитного эталона. Фиксация температуры фазового перехода из магнитного в немагнитное состояние позволяет точно определить температуру в данный момент времени и сравнить ее с показаниями термочувствительного элемента, вычислив поправочный коэффициент. Показания, выдаваемые самокалибрующимся температурным сенсором, фиксируются при помощи микроконтроллерного электронного блока (не входит в состав сенсора). Электронный блок в один и тот же момент времени фиксирует показания термо-ЭДС термопары и индуктивность катушки, в состав которой входят не менее двух ферритовых сердечников (в виде составного сердечника), имеющих различную температуру магнитного фазового перехода. При достижении температуры фазового перехода одного из ферритовых элементов составного сердечника катушки происходит скачкообразное изменение индуктивности катушки. Микроконтроллерный электронный блок производит сравнение температуры, которую выдает термопара с температурой фазового перехода, хранящейся в памяти электронного блока. Сравнив температуры пяти фазовых переходов, значения которых изначально известны, с температурой термопары, определяется величина ошибки измеряемого значения температуры. На выходе электронный блок выдает сообщение о том, что температура измеряется неправильно, либо скорректированное значение температуры. Таким образом, производится самодиагностика и автоматическая самокалибровка температурного сенсора.

Для получения подробной информации и оформления покупки обращаться в патентный отдел:

Адрес: пр. Ленина, 76
Аудитория 321 главного корпуса
Телефон: (351) 267-90-46
E-mail: khafizovaie[at]susu[dot]ru

И.о. начальник отдела
Хафизова Илона Эдуардовна