Термочутливий елемент

Реферат: Термочутливий елемент містить пластину з растровою решіткою на поверхні, встановлену на досліджуваному об'єкті. Додатково термочутливий елемент містить кронштейн П-подібного перерізу, який охоплює пластину з растровою решіткою з можливістю забезпечення їй лінійного переміщення та закріплений на досліджуваному об'єкті у місці розміщення растрової решітки пластини. UA 119339 U (12) UA 119339 U UA 119339 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до термометрії і може знайти застосування при вимірюванні температури стаціонарних об'єктів, а також об'єктів, що перебувають в обертальному, зворотнопоступальному та плоско-паралельному рухах. Відомий термочутливий елемент для вимірювання температури рухомих об'єктів, в якому термочутливий елемент виконаний у вигляді двох частково перекритих пластин [А.с. СРСР № 1026023, МКВ G01K 13/08, опубл. 30.06.1983 p.]. Даний пристрій має недостатню точність вимірювань, оскільки на його показання суттєво впливає температурна деформація піддослідного об'єкта. Найбільш близьким по технічній суті до запропонованого є термочутливий елемент для вимірювання температури рухомих об'єктів, що містить термочутливий елемент у вигляді двох пластин, що перекриваються, нижня із яких з растровою решіткою на поверхні, виготовлена із матеріалу з високим коефіцієнтом лінійного теплового розширення, а верхня - із матеріалу з низьким коефіцієнтом лінійного теплового розширення, закріплених на об'єкті та оптично пов'язаних з нерухомим джерелом світла і фотоприймачем, з'єднаним з лічильником імпульсів [Деклараційний патент України на винахід № 40378 А, МПК G01K 13/00, опубл. 16.07.2001 р., Бюл. № 6]. Відомий термочутливий елемент має недостатню точність в роботі, оскільки на його показання суттєво впливають різні значення температури нагріву його елементів. Нижня пластина, що прилягає до досліджуваного об'єкта, має більшу температуру, ніж верхня, яка віддалена від досліджуваного об'єкта, що приводить до внесення в результати вимірювань суттєвих похибок. Крім цього конструктивне виконання термочутливого елемента передбачає його значну матеріалоємність і, відповідно, вартість. В основу корисної моделі поставлено задачу створення такого термочутливого елемента, в якому конструктивне виконання та додаткове введення нового елемента і його конфігурація дозволять підвищити точність вимірювань, інформативність й надійність та зменшити матеріалоємність. Поставлена задача вирішується тим, що термочутливий елемент, що містить пластину з растровою решіткою на поверхні, встановлену на досліджуваному об'єкті, згідно з корисною моделлю, додатково містить кронштейн П-подібного перерізу, який охоплює пластину з растровою решіткою з можливістю забезпечення їй лінійного переміщення та закріплений на досліджуваному об'єкті у місці розміщення растрової решітки пластини. Поставлена задача вирішується також тим, що довжина кронштейна П-подібного перерізу рівна або більша від довжини растрової решітки пластини. Запропоноване конструктивне виконання термочутливого елемента дозволяє підвищити точність показань, інформативність й надійність та зменшити матеріалоємність за рахунок використання досліджуваного об'єкта як одного із своїх складників та додаткового введення кронштейна П-подібного перерізу відповідних розмірів. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями: на фіг. 1 - загальний вигляд термочутливого елемента у випадку, коли коефіцієнт лінійного теплового розширення пластини більший від коефіцієнта лінійного теплового розширення досліджуваного об'єкта; на фіг. 2 загальний вигляд термочутливого елемента у випадку, коли коефіцієнт лінійного теплового розширення пластини менший від коефіцієнта лінійного теплового розширення досліджуваного об'єкта, де: 1 - пластина, 2 - растрова решітка, 3 - кронштейн П-подібного перерізу, 4 досліджуваний об'єкт, 5 - елементи кріплення. Термочутливий елемент складається з пластини 1 з растровою решіткою 2, нанесеною на її поверхні, та кронштейна 3 П-подібного перерізу, встановлених на досліджуваному об'єкті 4 за допомогою елементів кріплення 5 (фіг. 1, фіг. 2). При температурі (Т=0 °C, Т=273,13°К) растрова решітка 2 знаходиться в зоні кронштейна 3, а перша або остання лінія растрової решітки 2 співпадає з одним із країв кронштейна 3. У випадку, коли пластина 1 виконана із матеріалу, що має значення коефіцієнта лінійного теплового розширення більше, ніж значення коефіцієнта лінійного теплового розширення матеріалу досліджуваного об'єкта 4, то остання лінія растрової решітки 2 співпадає із краєм кронштейна 3, наближеним до вільного кінця пластини 1. Коли пластина 1 виконана із матеріалу, що має значення коефіцієнта лінійного теплового розширення менше, ніж значення коефіцієнта лінійного теплового розширення матеріалу досліджуваного об'єкта 4, то перша лінія растрової решітки 2 співпадає із краєм кронштейна 3, віддаленим від вільного кінця пластини 1. Термочутливий елемент функціонує так. Під дією вимірюваної температури пластина 1 та корпус рухомого досліджуваного об'єкта 4 набувають відповідних температурних деформацій. Вільний кінець пластини 1 і частина рухомого досліджуваного об'єкта 4 разом із кронштейном 3 мають можливість рухатись в одному напрямі. Внаслідок виконання пластини 1 та рухомого досліджуваного об'єкта 4 із матеріалів з різним значенням коефіцієнта лінійного теплового 1 UA 119339 U 5 10 15 розширення, вони набувають різного переміщення. У випадку, коли пластина 1 виконана із матеріалу, що має значення коефіцієнта лінійного теплового розширення більше, ніж значення коефіцієнта лінійного теплового розширення матеріалу досліджуваного об'єкта 4, то пластина 1 видовжується більше, ніж корпус досліджуваного об'єкта 4. Внаслідок цього за кронштейном 3 з'являються лінії растрової решітки 2 (фіг. 1), кількість яких свідчить про значення вимірюваної температури. Якщо навпаки, пластина 1 виконана із матеріалу, що має значення коефіцієнта лінійного теплового розширення менше, ніж значення коефіцієнта лінійного теплового розширення матеріалу досліджуваного об'єкта 4, то лінії растрової решітки 2 з'являються з іншого боку кронштейна 3 (фіг. 2). При вимірюванні температури стаціонарних досліджуваних об'єктів для підрахунку кількості ліній растрової решітки, які з'являються у полі зору, можуть бути використані рухомі скануючі оптичні системи, для рухомих досліджуваних об'єктів можуть бути використані стаціонарні оптичні системи (на кресленнях не показано). У випадку рухомого об'єкта лінії растрової решітки доцільно орієнтувати перпендикулярно до напрямку руху, тоді вони перетинатимуть сфокусований оптичний або світловий промінь стаціонарної оптичної системи. Запропонований термочутливий елемент зберігатиме високу точність вимірювань, надійність та роботоздатність при довготривалому циклічному тепловому навантаженні за рахунок власного конструктивного виконання, яке дозволяє використати досліджуваний об'єкт як один із своїх складників. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 1. Термочутливий елемент, що містить пластину з растровою решіткою на поверхні, встановлену на досліджуваному об'єкті, який відрізняється тим, що додатково містить кронштейн П-подібного перерізу, який охоплює пластину з растровою решіткою з можливістю забезпечення їй лінійного переміщення та закріплений на досліджуваному об'єкті у місці розміщення растрової решітки пластини. 2. Термочутливий елемент за п. 1, який відрізняється тим, що довжина кронштейна Пподібного перерізу рівна або більша від довжини растрової решітки пластини. 2 UA 119339 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3