Свежие обсуждения
Технология

Измерение градиента температур

1 2

Для исследовательского стенда потребовалось наблюдать за движением фронта кристаллизации при охлаждении воды. Рабочий объем, примерно, высотой 150...250 мм, диаметр около 100...150 мм (пока в проекте). Проблему добавляет то, что это будет находится внутри сосуда под избыточным давлением ~60 ата.
Первое, что просится - установить несколько датчиков температуры по высоте и измерять градиент температур, а точнее ловить "ступеньки" в момент замерзания жидкости. Возник вопрос в конструкции этого самого датчика температуры с учетом давления 60 ата.
Сейчас у нас стоит горизонтальная гильза (не для градиента) с единственным датчиком DS18B20 в конце. Но если установить вертикальную гильзу и разместить по высоте несколько датчиков, то как мне кажется, теплопроводность и толстые стенки стальной гильзы практически полностью сгладят движение градиента температур.
Ставить внутри сосуда (без гильзы) несколько термопар и думать о способе вывода проводов из сосуда под давлением не очень хочется.
Может кто-то нечто подобное уже проделывал? Поделитесь опытом.

Так-же на нашем форуме когда-то видел график замерзания воды с погруженными в нее несколькими датчиками DS18B20, но сейчас не смог найти его. Хотелось бы посмотреть на "ступеньки".

Сейчас под рукой нет самописца с этим датчиком, чтобы провести эксперимент с замерзанием стакана воды в холодильнике.

 

Специальные термопары закрепленные через толстенный стеклянный (сильно сомневаюсь что стекло простое и вообще стекло - но прозрачное) изолятор в трубке из нержавейки со специально разделанным фланцем. Фланец приваривается аргоном. Работало при 100 Атм и примерно 1000-1200 С.

 

Термопара как раз градиент и измеряет - разность температур между холодным и горячим спаями.

 

Wladimir_TS: Специальные термопары закрепленные

Я то же все больше склоняюсь к термопарам. Штук 5 поставить по высоте и закрепить на вертикальной полоске из стеклотекстолита.
Что-то будем придумывать с выводом проводов. Думаю про фторопластовый цилиндр с отверстиями под провода термопар и зажатый с двух сторон в резьбовом канале болтами с осевыми отверстиями.

 

Сергей К: Первое, что просится - установить несколько датчиков температуры по высоте и измерять градиент температур, а точнее ловить "ступеньки" в момент замерзания жидкости. Возник вопрос в конструкции этого самого датчика температуры с учетом давления 60 ата.

Первое что пришло, - набрать сэндвич из теплопроводных и теплоизолирующих пластин, по нужной высоте. Стянуть все шпильками по наруже. Температуру снимать с теплопроводящих пластин, любыми датчиками температуры.
Конфигурация пластин уже по практическим измерениям.
Конструкция на подобие этой http://innovatory.narod.ru/electroliser.gif , только учесть давление.

DS18B20, не любят в жидкостях работать, сбоят.

 

Боковая стенка будет занята навивкой медных трубочек с хладогентом. Да и собрать такой бутерброд на 60 ата будет очень не просто. У нас сейчас там фланцы по краям трубы d200 толщиной миллиметров в 30.

vintik: DS18B20, не любят в жидкостях работать, сбоят.

Его предполагалось помещать в стальной стакан, похожий как у промышленного датчика температуры. Собственно сейчас он так и стоит, но измеряет температуру только в одной точке и расположен горизонтально.

 

А если этот бутерброд ( собранный из колец ф 30мм и внутренним 20мм), поместить во внутрь вашего цилиндра? А стянуть одной шпилькой М8. То и место для DS18D20 найдется.

 

Теплопроводящие кольца можно из меди выточить, а теплоизолирующие? И как обеспечить герметичность этого "бутерброда" при 60 ата по воздуху? Вытачивать кольцевые пазы в шайбах для уплотнения?

 

Тплопроводящие кольца вырубить из медной фольги, или нарезать трубку. Кольцевую конавку можно просто выдавить, или использовать герметик. Теплоизолирующие кольца можно нарезать сверлом "балеринка" из листа фторопласта, оргстекла, ламината Да чего угодно, зависит от того какие там будут температуры. И все это делается дома на коленке, 60 кг/см^2 это всего навсего 0,6 кг/мм^2

 

Еще можно в этом бутерброде сделать избыточное внутреннее давление, для компернсации внешнего. И если правильно понял, то это изделие, нечто временное, для познания неких процессов. То и соответствующее отношение по устоичивости к давлению и сроку службы)))