Виброчастотный датчик температуры

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявители Ворса Сергей Александрович Либенсон Аркадий Борухович Капустин Владимир Николаевич Самосюк Владимир Георгиевич(72) Авторы Ворса Сергей Александрович Либенсон Аркадий Борухович Капустин Владимир Николаевич Самосюк Владимир Георгиевич(73) Патентообладатели Ворса Сергей Александрович Либенсон Аркадий Борухович Капустин Владимир Николаевич Самосюк Владимир Георгиевич(57) Виброчастотный датчик температуры, содержащий корпус с размещенным в нем термочувствительным элементом и теплопровод, отличающийся тем, что корпус выполнен кольцеобразным за одно целое с термочувствительным элементом и включает выступы,размещенные перпендикулярно к термочувствительному элементу, а теплопровод выполнен в виде обоймы с продольными шарнирными брусьями и пазами, обеспечивающими соединение теплопровода с выступами корпуса и расположенными перпендикулярно к шарнирным брусьям, причем теплопровод изготовлен из металла с большим коэффициентом температурного расширения, чем коэффициент температурного расширения металла термочувствительного элемента. 14699 1 2011.08.30 Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения температуры окружающей среды. Известен струнный датчик для измерения температуры, содержащий перфорированную латунную трубку и стержень из инвара, жестко соединенные между собой, фланец,скобу из инвара, к короткому концу которой прикреплены плоская пружина и магнит с плоским узким межполюсным зазором, в котором помещена колеблющаяся струна 1. Недостатками известного устройства являются сложность конструкции и нелинейность выходного сигнала. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является преобразователь температуры с частотным выходом, содержащий корпус с размещенным в нем термочувствительным элементом и теплопровод 2. Известное устройство содержит термочувствительный элемент в виде тонкостенного биметаллического стакана, на диаметрально противоположных частях которого имеются продольные вырезы с профилем по форме клина, являющийся резонатором в виде камертона. Теплопровод известного устройства состоит из трубчатого тепловода, закрепленного на теплопроводящем основании посредством пластинчатых стоек, проходящих через вырезы биметаллического стакана. Такое конструктивное выполнение термочувствительного элемента и теплопровода усложняет в целом конструкцию известного устройства. Кроме этого, известное устройство предназначено только для измерения температуры контактной поверхности, к которой прижат прибор теплопроводящим основанием, например поверхности стенки трубы или сосуда, через которые протекает жидкость или газ. Целью предлагаемого изобретения является упрощение конструкции и расширение области применения. Указанная цель достигается тем, что в известном преобразователе температуры с частотным выходом, содержащем корпус с размещенным в нем термочувствительным элементом и теплопровод, корпус выполнен кольцеобразным за одно целое с термочувствительным элементом и включает выступы, размещенные перпендикулярно к термочувствительному элементу, а теплопровод выполнен в виде обоймы с продольными шарнирными брусьями и пазами, обеспечивающими соединение теплопровода с выступами корпуса и расположенными перпендикулярно к шарнирным брусьям, причем теплопровод изготовлен из металла с большим коэффициентом температурного расширения, чем коэффициент температурного расширения металла термочувствительного элемента. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 и его электрическая схема. Устройство содержит корпус 1 с размещенным в нем термочувствительным элементом 2 и теплопровод 3. Корпус 1 выполнен кольцеобразным за одно целое с термочувствительным элементом 2 и включает выступы 4, размещенные перпендикулярно к термочувствительному элементу 2, а теплопровод 3 выполнен в виде обоймы с продольными шарнирными брусьями 5 и пазами 6, обеспечивающими соединение теплопровода 3 с выступами 4 корпуса 1 и расположенными перпендикулярно к шарнирным брусьям 5. Теплопровод 3 изготовлен из металла с большим коэффициентом температурного расширения, чем коэффициент температурного расширения металла термочувствительного элемента 2. Электромагнитные возбудитель 7 и датчик 8 колебаний размещены по разные стороны от термочувствительного элемента 2 и связаны с усилителем 9. Внутренняя плоскость корпуса 1 закрыта крышками 10, изготовленными из теплоизоляционного материала. Устройство работает следующим образом. Под воздействием температуры окружающей среды, в которую помещен датчик, происходит температурное расширение теплопровода 3 в пределах его упругих деформаций. Вследствие того что коэффициент температурного расширения металла теплопровода 3 2 14699 1 2011.08.30 больше, чем коэффициент температурного расширения металла кольцеобразного корпуса 1 и выполненных заодно целое с ним термочувствительного элемента 2 и выступов 4, через них и пазы 6 передаются растягивающие или сжимающие усилия на кольцеобразный корпус 1 и соответственно на выполненный за одно целое с ним термочувствительный элемент 2, при этом продольные шарнирные брусья 5 обеспечивают воздействие указанных усилий на термочувствительный элемент 2 в пределах его упругих деформаций. При измерении температуры окружающей среды происходит деформация термочувствительного элемента 2, что вызывает изменение частоты его поперечных колебаний, которые поддерживаются в непрерывном режиме электромагнитным возбудителем 7 колебаний и преобразуются датчиком 8 колебаний в электрический сигнал, поступающий на вход усилителя 9. Источники информации 1. Милохин Н.Г. Частотные датчики систем автоконтроля и управления. - М. Энергия,1968. - С. 36-37. 2. А.с. 761855, МПК 01 7/32 // Бюл. 33. - 07.08.80. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3