Диагностика строительных машин / Датчики средств диагностирования строительных машин / Глава 4.11

Датчики для измерения температуры поверхности корпусных деталей

Методы диагностирования по параметрам тепловых процессов, основанные на измерении теплоотдачи с поверхности тел в окружающую среду способом конвекции или лучеиспускания (суммарная теплоотдача определяется коэффициентом теплоотдачи), находят все большее распространение при диагностировании машин. Поэтому особое внимание уделяется методам дистанционного и бесконтактного контроля температуры поверхности твердых тел (например, корпусных деталей) и температуры жидкости или газа, протекающих внутри трубопровода (например, контроль температуры воды в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания или разность температур газа на выпуске и впуске двигателя), а также контактным методам измерения с помощью накладных датчиков.

Датчики температуры поверхности используют для контроля следующих диагностических параметров: разности температуры воды в верхнем и нижнем бачках радиатора; газов на впуске и выпуске (по перепаду температуры поверхности впускного и выпускного патрубков); температуры: блока цилиндров в зоне верхнего поршневого кольца; головки блока цилиндров в зоне камеры сгорания; поверхности картера блока цилиндров; поверхности трубопровода высокого давления топлива;

Форсунки (в стыке с поверхностью головки блока); карданных подшипников, в зоне посадочных гнезд под подшипники в корпусных деталях (коробка передач, раздаточная коробка, задний мост, подшипники вала ведущей шестерни ведущих мостов); подшипников ступиц колес; муфты сцепления; подшипников турбокомпрессора; масляного насоса гидросистемы; шин колес автомобиля при тяговых испытаниях и проверке угла схождения колес.

В качестве датчиков чаще всего применяют радиационно-оптические термометры, термометры сопротивления проволочные (медные и платиновые) и полупроводниковые (термисторы) и термопары.

В настоящее время поставлен на производство комплект датчиков температуры КИ-5587 ГОСНИТИ, содержащий датчик температуры магнитный КИ-5587.02 и датчики температуры накладные КИ-5587.03. Общий вид и схема соединений указанных датчиков приведены.

Чувствительным элементом указанных датчиков является термометр сопротивления платиновый ТСП-309М или ТСП-0979 и термометр сопротивления медный ТСМ-0979.

Как показывают результаты исследований, особого внимания при измерении температуры поверхности тел требуют вопросы метрологии, так как на погрешность измерения в данном случае влияет множество случайных величин. Значительные искажения температурного поля имеют место как при контактном (из-за оттока тепла по термоприемнику), так и бесконтактном способе измерения. Основные влияющие параметры: форма и шероховатость поверхности контролируемого тела, конструкция и инерционность датчика, стабильность температуры окружающей среды, способ получения градуировочной характеристики.

Основные пути снижения погрешности измерения температуры поверхности: по возможности изолировать чувствительный элемент от прямого воздействия окружающей среды, корпус датчиков должен обладать низкой теплопроводностью, так как от теплопроводности зависит величина теплового оттока от контролируемой поверхности, искажающего температурное поле;

Площадка контакта чувствительного элемента датчика с контролируемой поверхностью должна быть возможно большей, так как тогда значение удельного теплового потока будет меньше и соответственно меньше погрешность измерения температуры; толщина элемента корпуса датчика между чувствительным элементом и контролируемой поверхностью должна быть минимальной, так как погрешность измерения температуры зависит от перепада температур по толщине этого элемента.

Общепромышленные датчики температуры поверхности, которые могут использоваться для контроля температуры корпусных деталей, приведены.