Устройство для определения и визуализации температурных полей - RU2780992C2

Чертежи

Описание

Изобретение относится к измерительной технике, в частности может быть использовано для определения и визуализации температурных полей плоских поверхностей.

Прототипом изобретения является конструкция устройства, описанная в [1]. Устройство содержит основание, выполненное из высокотеплопроводного материала в виде рамки, на внутренней торцевой поверхности которой закреплена жидкокристаллическая пленка. На внешней торцевой поверхности рамки по ее периметру с хорошим тепловым контактом рабочей поверхностью установлены термоэлектрические модули (ТЭМ), опорной поверхностью сопряженные с радиаторами, питаемые электрической энергией от источника постоянного тока.

Недостатком устройства является сложность обеспечения плотного контакта жидкокристаллической пленки с поверхностью из-за ее неидеальной плоскостности, наличия шероховатостей, и соответственно, невысокая точность определения и визуализации ее температурного поля.

Целью изобретения является повышение точности определения и визуализации температурного поля плоской поверхности за счет обеспечения более плотного контакта жидкокристаллической пленки с данной поверхностью.

Цель достигается тем, что жидкокристаллическая пленка закреплена на рамке с помощью крепежных приспособлений, имеющих возможность перемещаться в вертикальном направлении при оказании на них механического давления, таким образом, чтобы она выступала за верх рамки в направлении к поверхности, температурное поле которой подлежит определению и визуализации. При этом радиаторы образуют единую радиаторную систему, представляющую собой емкость заполненную рабочим веществом, имеющим большую теплоту плавления и температуру плавления в диапазоне 35-50°С. Радиаторная система повторяет контур рамки.

Конструкция устройства приведена на фиг. 1. Прибор состоит из основания, выполненного из высокотеплопроводного материала (например, меди) в виде рамки 1, на внутренней торцевой поверхности которой закреплена жидкокристаллическая пленка 2. Жидкокристаллическая пленка 2 закреплена на рамке 1 с помощью крепежных приспособлений 3, имеющих возможность перемещаться в вертикальном направлении при оказании на них механического давления (например, за счет шарнирного механизма), таким образом, чтобы она выступала за верх рамки в направлении к поверхности, температурное поле которой подлежит определению и визуализации. На внешней торцевой поверхности рамки 1 по ее периметру с хорошим тепловым контактом рабочей поверхностью установлены ТЭМ 4, опорной поверхностью сопряженные с радиаторами, питаемые электрической энергией от источника постоянного тока (на фиг. 1 не показан). Радиаторы образуют единую радиаторную систему 5, представляющую собой емкость заполненную рабочим веществом, имеющим большую теплоту плавления и температуру плавления в диапазоне 35-50°С (например, парафин). Радиаторная система 5 повторяет контур рамки 1.

Устройство работает следующим образом. С помощью ТЭМ 4, находящихся в контакте с рамкой 1 температура жидкокристаллической пленки 2 стабилизируется на определенной температуре так, чтобы вся ее поверхность имела одинаковый цвет. Затем жидкокристаллическая пленка 2 приводится в тепловой контакт с поверхностью, температура которой подлежит определению и визуализации. За счет неравномерности температуры поверхности жидкокристаллическая пленка 2 изменит цвет, причем цветовая картина будет соответствовать температурному полю поверхности. Значения температуры в каждой точке поверхности могут быть определены по градуировочным цветовым шкалам. Наличие крепежного приспособления 3, имеющего возможность перемещения в вертикальном направлении, сопровождаемого перемещением в том же направлении жидкокристаллической пленки 2, позволяет определять и визуализировать температурные поля как ровных, так и вогнутых и выпуклых поверхностей. Радиаторная система 5 предназначена для отвода теплоты и стабилизации температуры опорной поверхности ТЭМ 4.

Литература

1. Исмаилов Т.А. Термоэлектрические полупроводниковые устройства и интенсификаторы теплопередачи. СПб.: Политехника. - 2005. - 533 с., С. 457-459.

Реферат

Изобретение относится к измерительной технике, в частности может быть использовано для определения и визуализации температурных полей плоских поверхностей. Целью изобретения является повышение точности определения и визуализации температурного поля плоской поверхности. Устройство состоит из основания, выполненного из высокотеплопроводного материала в виде рамки, на внутренней торцевой поверхности которой закреплена жидкокристаллическая пленка. Жидкокристаллическая пленка закреплена на рамке с помощью крепежных приспособлений, имеющих возможность перемещаться в вертикальном направлении при оказании на них механического давления, таким образом, чтобы она выступала за верх рамки в направлении к поверхности, температурное поле которой подлежит определению и визуализации. На внешней торцевой поверхности рамки по ее периметру с хорошим тепловым контактом рабочей поверхностью установлены термоэлектрические модули, опорной поверхностью сопряженные с радиаторами, питаемые электрической энергией от источника постоянного тока. Радиаторы образуют единую радиаторную систему, представляющую собой емкость, заполненную рабочим веществом, имеющим большую теплоту плавления и температуру плавления в диапазоне 35-50°С (например, парафин). Радиаторная система повторяет контур рамки. Технический результат - повышение точности определения и визуализации температурного поля плоской поверхности за счет обеспечения более плотного контакта жидкокристаллической пленки с данной поверхностью. 1 ил.

Формула