Главная  Основы теплометрии и змерение плотности 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 [ 26 ] 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64

на рис. 37, в:

(1 -e-м^) + k,e-] ,

на рис. 37, г:

Ды(оо) Аи (т)

= 1-(1-&)е-МхТ;

Ды(оо)

= 1- (1 - Vn) -

(11.74) (11.75)

(11.76) (11.77)

Выражения (11.61) - (11.63), (11.72) - (11.77) устанавливают взаимосвязь между измеренными и истинными значениями тепловых потоков в переходном режиме в различных практически важных случаях. Следует, однако, иметь в виду, что при выводе уравнений (11.72) - (11.77) предполагались малые значения параметра s, чему соответствуют значения времени, достаточно большие, чтобы процесс можно было рассматривать как регулярный режим второго рода.

Из полученных уравнений можно определить инерционность при различных условиях работы датчиков: постоянная времени равна величине, обратной М или М^. Учитывая соответствующие уравнения в системах (11.68) и (11.70), легко найти зависимость инерционности датчика от таких параметров, как собственные времена дат-

чика и несущей стенки - , их отношения т], критериев Био t, и 2 и отношения тепловоспринимающих способностей к.

Значения безразмерных постоянных времени для случаев, приведенных на рис. 37, б.

на рис. 37, в

а, 11(1+яг)) + ? [г) + -х(1 -Ьт))

на рис. 37, г

4(l+xr))-bL

(11.78)

(11.79)

(11.80)

В частности, для серийного одиночного медь-константанового датчика (а, = 7 -10 ж>ек; 6j = Ю^ж) при 1 = 1 = 0,05 (а =



= 1000 вт/м^-град) для случая рис. 37, в постоянная времени равна 3 сек. При расположении такого датчика на поверхности стенки с такими же, как у датчика, характеристиками (т) = 1; к = 1) постоянная времени увеличивается до 6 се/с.

6. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕРИЙНЫХ О. Д. Т. П.

При разработке технологии изготовления серийных о. д. т. п. стремились создать унитарные взаимозаменяемые датчики. Почти одинакового эффекта удалось добиться в сварном и гальваническом вариантах. Предпочтение, видимо, нужно отдать последнему.

Процесс изготовления сварных датчиков включает следующие основные операции: заготовка и обработка токосъемных медных электродов-пластин; изготовление и обработка промежуточных константановых электродов; подготовка токосъемных проводов и приварка их к пластинам; приварка одной токосъемной пластины к промежуточному электроду; заполнение канала для вывода проводов изоляционной термостойкой массой и приварка второй пластины; внещняя обработка для снятия дефектов сварки, заусенцев и декоративная полировка; никелирование.

Заготовка медных и константановых пластин заключается в отжиге соответствующего листового материала, прокатке его на вальцах до требуемого размера и щтамповке. Затем в константановых пластинах в центре сверлится отверстие диаметром 0,8 мм и прорезается канал для вывода токосъемных проводников. Полученные изделия зачищаются от заусенцев, рихтуются, отжигаются, травятся в соляной и азотной кислотах, промываются и сущатся. Константановые пластины шлифуются на станке, обеспечивающем чистоту обработки поверхности не хуже 10-го класса. Одной стороной константановые пластинки наклеиваются на полированный диск из плавленого кварца. Диск крепится в специальном устройстве, обеспечивающем параллельность поверхностей кварцевого и рабочего чугунного дисков при сложном относительном движении. Чугунный диск обливается водой, содержащей абразивные присадки. После обработки одной стороны пластинки переворачиваются и обрабатывается вторая сторона. Одновременно обрабатывается около 50 пластинок. Точность обработки для всего комплекта не ниже 10 мкм.

Для изготовления токосъемных проводников используются стандартные медные провода в эмалевой изоляции диаметром 0,20 мм. Длина проводов 1,5-2 м.

Концы проводов на длине 3 мм аккуратно зачищаются от изоляции и сворачиваются в петельку диаметром 0,6 мм. Подготовленные медные и константановые пластины и концы проводов протравливаются в слабом растворе серной кислоты, промыва-



ются водой, этиловым спиртом или четыреххлористым углеродом и поступают на сварку. Наиболее капризна сварка медного провода с медной пластиной. Удовлетворительные результаты получаются на серебряных, вольфрамовых и молибденовых электродах-прижимах. Тщательность зачистки контактов и подготовки свариваемых изделий имеет большое значение. Тем не менее брак в сварке меди с медью достигает 80%.

Медную пластину с приваренным проводом накладывают на константановую так, чтобы петелька провода попала в центральное сверление, а провод--в канал. Сварку начинают с центра, обходят по краю прорези последовательными переходами с шагом около 1 мм и постепенно приближаются к периферии заготовки. В заключение по краю проваривают дважды.

После приварки первой медной пластины прорезь в константановой заполняется силикатным бетоном [215. Заполнитель изолирует отводящий провод от пластин и фиксирует его, предохраняя место сварки от изгибов. Последнее важно в связи с ненадежностью сварки меди с медью. Приварка второй пластины аналогична приварке первой. После этого заполняют остальную часть канала силикатным бетоном. В сваренном датчике на внешних рабочих поверхностях от сварки остаются неглубокие оспины. Для устранения дефектов сварки и обеспечения идентичности размеров рабочие поверхности датчиков шлифуют, а боковые зачищают. Отполированные датчики никелируют для защиты от коррозии. Толщина готовых датчиков колеблется в пределах 0,85-0,95 мм.

При последовательных градуировках сварные датчики показали значительный (до ±30%) разброс и изменение градуиро-вочных характеристик со временем. Наиболее существенный недостаток обусловлен неоднородностью приварки медных пластин к константановой. В результате на переходе между металлами возникает дополнительное термическое сопротивление, неодинаковое в разных датчиках и изменяющееся по величине со временем. Устранить этот недостаток можно при гальваническом нанесении токосъемных пластин. Изменение технологии потребовало некоторого изменения конструкции: вывод проводов осуществлен через сверления в теле промежуточного термоэлектрода (рис. 40).

Процесс изготовления гальванических о. д. т. п. можно разделить на следующие операции: заготовка пластин для промежуточного термоэлектрода; сверление отверстий в теле константановой пластины от края к середине; сверление поперечных отверстий; зенковка устьев поперечных отверстий; заделка съемных проводов; окончательная шлифовка промежуточного термоэлектрода; гальваническое нанесение токосъемных пластин; механическая обработка избытков гальванического осаждения; шлифовка и полировка внешних поверхностей датчиков; гальваническое нанесение защитного покрытия.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 [ 26 ] 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64