Назначение:

Определение поля градиентов температур на поверхности или в объёме технологического оборудования, различных продуктов, материалов, веществ, соединений и т.п.

Технический результат:

Простая система точного определении мест градиентов температур на поверхности /объёме технологического оборудования, материалов, веществ, соединений и т.п.

Уникальность:

Новация способа основана на синергии двух оригинальных идей:

1. Инновационный продукт — биметаллический проводник с знакопеременной контактной разностью потенциалов. В конструктивном плане биметаллический проводник с знакопеременной контактной разностью потенциалов изготовлен соединением (сваркой) множества коротких проводников из разнородных металлов. Разнородные металлы должны обязательно отличаться коэффициентом термо-ЭДС.
2. Инновационный способ развертки питающего напряжения в длинном проводнике (электрической цепи). Способ развертки питающего напряжения в длинном проводнике (электрической цепи) предназначен для формирования локального места на определённом участке проводника (электрической цепи), по которому протекает ток с повышенным напряжением. Местом приложение участка проводника (электрической цепи) с протеканием тока повышенного напряжения можно изменять.

Принцип работы:

Исследование поля градиентов температур на поверхности или в объёме технологического оборудования, различных продуктов, материалов, веществ, соединений и т.п., осуществляется с помощью системы развёртки питающего напряжения.

Система развёртки питающего напряжения построена на основе нового инновационного способа развертки питающего напряжения в длинном проводнике (электрической цепи).

Схематически, способ определение поля градиентов температур на поверхности или в объёме технологического оборудования, материала, вещества, соединения и т.п. представлен на рис. № 1.

Рис. № 1. Схема реализации способа определение поля градиентов температур.

Биметаллический проводник с знакопеременной контактной разностью потенциалов размещается, например змейкой, непосредственно по всей поверхности или объёме технологического оборудования, материалов, веществ, соединений и т.п. (см. рис. № 1).

Большое количество точек с контактной разностью потенциалов на единице длинны биметаллического проводника (L, рис. № 1) с знакопеременной контактной разностью потенциалов позволяет определять место изменения термодинамического равновесия с точностью, равной нескольким диаметрам проводника (L1, рис. № 1).

В условиях термодинамического равновесия все точки с контактной разностью потенциалов в проводнике не оказывают влияние на передачу электрического сигнала.
Место выхода точки (например, L1, рис. № 1) поверхности/объёма технологического оборудования, материала, вещества, соединения и т.п. из термодинамического равновесия определяется с помощью инновационный способ развертки питающего напряжения в длинном проводнике (электрической цепи).

Для определение поля градиентов температур, в биметаллический проводник с знакопеременной контактной разностью потенциалов, с обоих сторон подают возбуждающие напряжениях противоположной полярности.

Управлении фазовыми соотношениями двух возбуждающих напряжениях противоположной полярности происходит в высокочастотном трансформаторе Т1 с двумя обмотками со средними точками.
Частота возбуждающих напряжений Uвозб. противоположной полярности равной:

F возб. = С / (2*L)

Где:

• С – скорость света, м/сек.
• L – длина диагностируемого проводника, м.

Одновременно в биметаллический проводник с знакопеременной контактной разностью потенциалов подается с двух сторон напряжение развертки U разв., противоположной полярности с частотой:

           Fразв. = (С*L1) / L

Где:

L1 – точность определения места дефекта, м.

С – скорость света, м/сек.

L — длина диагностируемого проводника, м.

Трансформатор Т1 изменяет фазы двух возбуждающих напряжений разной полярности так, что они встречаются и пересекаются на элементе длины проводника L1 (рис. № 1).
В каждый такт напряжения возбуждения в биметаллическом проводнике с знакопеременной контактной разностью потенциалов формируется элемент длинной L1 (рис. № 1), в котором течет ток с напряжением:

U = 2 * U возб.

График изменения напряжений в биметаллическом проводнике с знакопеременной контактной разностью потенциалов показан на рис. № 2.

Рис. № 2. График изменения напряжений в биметаллическом проводнике с знакопеременной контактной разностью потенциалов.

Благодаря управлению фазовыми сдвигами — в каждом такте подачи напряжений возбуждений присутствует строго заданное место L1 в биметаллическом проводнике с знакопеременной контактной разностью потенциалов общей длинной L, по которому протекает ток с напряжением:

            U = 2 * U возб. 

При термодинамическом равновесии, протекающий ток в биметаллическом проводнике с знакопеременной контактной разностью потенциалов равен току, протекающему в обыкновенном металлическом проводнике. Связано это с тем, что при термодинамическом равновесии контактная разность потенциалов на одном “соединении” будет всегда компенсироваться точно такой же контактной разностью потенциалов на следующем “соединении”. Две одинаковые контактные разности потенциалов всегда направлены в разные стороны — если обходить электрическую цепь по кругу.

В случае выхода места L1 в биметаллическом проводнике с знакопеременной контактной разностью потенциалов за пределы термодинамического равновесия (место подвержено нагреву или охлаждению, вызванному сторонним локальным воздействием, см. Т2, на рис. № 1,) ситуация изменяется.

Термопара (термопары) на участке длинны L1 превратится в дополнительный источник термо ЭДС. А в момент, когда по участку длинны L1 протекает одновременно ток с удвоенным напряжением возбуждения (U = 2 * U возб. ) максимально влияет на значение общего тока, протекающего в биметаллическом проводнике с знакопеременной контактной разностью потенциалов.

Диагностическим маркером локального изменения температуры на участке поверхности или объёма длиной L1 будет являться степень изменения тока в биметаллическом проводнике с знакопеременной контактной разностью потенциалов, по сравнению с другими локальными участками L2, L3 и.т.д.

ВЫВОД

Предложенный способ развертка питающего напряжения может быть применён в различных областях науки и техники для целей определения поля градиентов температур на поверхности или в объёме технологического оборудования, различных продуктов, материалов, веществ, соединений и т.п.

Способ может быть реализован только на основе нового инновационного металлического термопарного проводника, который должен быть размещён на поверхности или в объеме диагностируемого технологического оборудования, материала, вещества, соединения и т.п.

Количество термопарных соединений на единице длины такого проводника определяется чувствительностью и точностью определения места локации с повышенной или пониженной температурой.