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Dispositif perfectionné pour mesurer des températures.
Dans la mesure des températures au moyen des thermomètres or- dinaires au mercure, ce dernier indique une valeur moyenne entre la température de l'air ambiant et celle des surfaces enveloppantes.
La. dite valeur moyenne est une valeur d'équilibre entre la quanti- té de chaleur fournie au ou retirée du thermomètre par convection et la quantité de chaleur fournie au ou retirée du thermomètre par radiation du thermomètre aux surfaces enveloppantes ou inversement.
La valeur 4 indiquer par le thermomètre de cette manière sera fonc- tion du coefficient de radiation du thermomètre et des surfaces enveloppantes, ainsi que du coefficient de convection du thermomè- tre. Dans le cas d'une différence sensible entre la température de l'air et celle des surfaces enveloppantes la variation peut être considérable.
Le thermomètre à mercure souffre d'une très grande inertie.
Supposons qu'un thermomètre à mercure soit transporté d'une chambre de température (to) qu'il a atteinte, à. une autre chambre de tem- pérature différente (tl), alors il durera longtemps, avant que le
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thermomètre ait atteint cette dernière température. Un thermomè- tre de ce genre indique toujours en premier lieu sa propre tempe- rature (tT). seulement dans la proportion que cette température coïncide avec celle de l'entourage, le thermomètre indiquera en même temps la température de l'entourage.
Le temps nécessaire pour permettre à la différence de température tT - t1 de descendre à 0,1 de la différence to - t1 est appelé le temps décimal du ther- momètre et représente une mesure pratique pour le temps qu'il faut attendre, avant de procéder à la lecture. En présence d'un ther- momètre à mercure de bonne qualité dans un air tranquille il faut attendre environ 10 minutes. L'inertie du thermomètre est fonction de sa masse de chaleur et augmente d'autant davantage qu'augmente la relation entre ladite masse de chaleur et la capacité de trans- mission de chaleur de la surface du thermomètre.
La présente invention se rapporte à un dispositif perfectionné pour mesurer les températures, qui élimine presque complètement les inconvénients précités. Dans ce but l'instrument de mesure consiste en un thermo-couple, constitué par plusieurs éléments accouplée en série, dans lesquels les joints soudés, adaptés en vue d'agir comme points de mesure, sont munis de fils minces en- roulés sur un cadre tandis que les joints opposés, c'est-à-dire les joints froids, sont disposés dans une bouteille à vide conte- nant un milieu de référence, qui est formé comme une poignée pour le dispositif. De préférence les dits fils sont montés de manière qu'ils se dilattent parallèlement dans le même plan.
Le diamètre de ces fils devrait être aussi petit que possible, ceci d'autant plus que la transmission de la chaleur entre le fil et le milieu ou les surfaces ambiantes sera d'autant plus rapide que le diamètre du fil est plus petit, car la capacité de transmission de chaleur du fil est proportionnelle au carré du diamètre du fil. Dans le cas de petits diamètres, il est également prouvé que la transmis- sion de chaleur entre le fil et l'air ambiant a lieu de préférence
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par conduction. Comme résultat de l'invention il est obtenu dans le thermo-couple une forme électromotrice (e.m.k.), représentant la température propre de l'air ambiant d'une manière beaucoup plus exacte qu'un autre type quelconque de thermomètre.
Par suite du rapport élevé entre la chaleur transmise au fil et la masse de chaleur de celui-ci, il est possible au dispositif de réagir encore plus rapidement. Contrairement à un temps déci- mal se montant pour un thermomètre ordinaire à 10 minutes, le dis- positif suivant la présente invention possède un temps décimal de quelques secondes seulement. Ceci est d'une importance capitale pour des mesures de température dans l'air, étant donné que ces mesures pratiquement doivent être effectuées instantanément et de cette manière on obtient cet autre avantage que toutes les mesures peuvent être effectuées par un seul Instrument, dont le coefficient de correction aura de cette manière la même influence sur toutes les mesures.
La disposition des fils avec leurs joints de mesure dans un plan permet de mesurer sans difficultés les températures d'une surface plane ou approximativement plane, en appliquant tout sim- plement le faisceau des fils contre ladite surface.
Dans les dessins annexés :
Fig. 1 est une coupe longitudinale schématique à travers un instrument construit suivant la présente invention;
Fig. 2 est une vue de côté d'une réalisation préférée du faisceau de fils et de ses moyens de support.
Fig. 3 est une section à travers les dits moyens de support et le faisceau de fils y appliqués.
Fig. est une vue en plan sur le faisceau de fils et ses moyens de support.
Fig.5 représente une variante du faisceau de fils.
L'instrument représenté est constitué par un thermo-couple comprenant plusieurs fils 1 très fins, dont les joints froids 2
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sont disposés sur la partie inférieure d'un tube 3 à fond fermé, qui est rempli d'une matière isolant contre l'électricité, mais assez bon conducteur de chaleur. Les joints chaude 4 sont située à l'extérieur, approximativement à mi-chemin entre les côtés oppo- sés d'un cadre carré ou rectangulaire 5, sur lequel les fils 1 sont disposés parallèlement. Ledit cadre 5 est représenté dans la Fig.1 couplé aux extrémités supérieures du tube 3 au moyen d'un ou de plusieurs étangons 6. Le tube 3 est plongé dans une bouteille iso- lante 7, rempli d'un mélange de morceaux de glace et d'eau. De cette manière les joints 2 peuvent être facilement maintenus à une température de O C.
Grâce à la température élevée de fusion de la glace une bouteille isolante de grandeur normale sera suffisan- te, la capacité d'une telle bouteille isolante étant assez grande pour ne pas avoir besoin de remplir plus d'une fois par jour.
Afin d'éviter certaines difficultés inhérentes à l'emploi des fils d'une épaisseur très réduite (de 0,1 mm. ou à peu près), on peut employer des bouts de fils d'une épaisseur plus forte, afin de relier les'fils de mesure disposés sur le cadre 5 aux fils pla- cés à l'intérieur du tube 3, c'est-à-dire les fils de référence, Dans les Figs. 2 et 3 de tels éléments de raccordement sont repré- sentés par des fils plus épais 8. Dans ce cas les fils de mesure 1 tendus sur le cadre 5 passent de l'extérieur des éléments consti- tuant le cadre à travers des trous y prévus et sont raccordés à l'intérieur des éléments du cadre à des file individuels 8. qui mènent aux fils correspondants de référence, disposés dans le tube 3.
Les fils épais 8 de connexion servent en même temps de moyens mé- caniques de raccordement entre le tube 3 et le cadre 5. L'emploi de tels fils de connexion n'affecte nullement les résultats de mesure pour autant que tous les joints soudés entre les fils de connexion et les fils de mesure présentent la même température et que tous les joints soudés entre les fils de connexion et les fils de référence présentent également la même température. La première
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de ces températures concorde essentiellement avec celle de l'air ambiant, tandis que la dernière concorde substantiellement avec la température prévalant à l'intérieur de la bouteille isolante.
Il est encore possible de prévoir certaines autres modifica- tions dans le cadre de la présente invention sans que pour cela Inefficacité ou la précision de l'instrument ne soient affectées.
Ainsi par exemple, on peut utiliser de l'eau au lieu de la glace, afin d'obtenir la température de référence. Dans ce cas la tempé- rature de l'eau doit être constatée au moyen d'un thermomètre or- dinaire à mercure, Ceci peut être effectué sans inconvénient gra- ve quelconque, étant donné que le thermomètre à mercure réagit beaucoup plus rapidement dans l'eau que dans l'air. En outre, les changements de température se manifestent d'une manière aussi len- te qu'ils ne provoquent pas de troubler pour la correction. La correction est d'ailleurs facilitée du fait que le cadran des tem- pératures du millivoltmètre est mobile et peut être ajustée de ma- nière à permettre à l'instrument de marquer la température lue sur le thermomètre à mercure.
Après ce réglage le thermomètre peut être utilisé de la manière décrite ci-dessus, sans avoir besoin de craindre des troubles quelconques.
Une autre variante consiste dans l'emploi de fils doubles de mesure au lieu de fils simples. Dans ce cas les joints soudés doivent être remplacés par des joints de contact 4, en raccordant par exemple ces fils comme les maillons d'une chaîne, ainsi que le représente la Fig. 5.
Pour mesurer des températures variables le thermomètre ordi- naire à mercure, par suite de sa grande inertie, n e donne pas des résultats parfaitement exacts, Sa déviation peut être représentée par l'impédance de la température, fonction des variations de la température. Même si l'intensité des oscillations est aussi basse qu'elle n'atteint que Quatre oscillations par heure, c'est-à-dire une période par chaque quart d'heure, alors un thermomètre ordinaire
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à mercure n'indique , peu près que la moitié des valeurs propres maxima. Par contre avec l'instrument de mesure décrit ci-dessus il est possible d'observer et de lire les valeurs propres maxima avec une exactitude technique suffisant aux exigences usuelles.
Après avoir décrit dans les détails et confirmé la nature de l'invention précitée ainsi que la manière de sa réalisation, il est revendiqué ce qui suit :
Résumé.
1. Dispositif pour la mesure de températures, plus spéciale- ment des températures de surface et à l'air libre, constitué par un thermo-couple, comprenant plusieurs éléments couplés en série, caractérisé en ce que les joints soudés du dit thermo-couple, adap- tés pour agir comme points de mesure, sont munis de fils très min- ces tendus sur un cadre, tandis que les joints soudés opposés du thermo-couple sont enfermés dans une bouteille isolante contenant un milieu de référence, qui est construite de manière à servir en même temps de poignée à l'instrument,
2. Dispositif selon 1, caractérisé en ce que les dits fils très minces tendus sur le cadre sont située dans un même plan et approximativement parallèles l'un à l'autre.
3. Dispositif selon 1, caractérisé en ce que les joints sou- dés situés dans la bouteille isolante sont enfermés dans une cage de protection raccordée par des moyens mécaniques au cadre, de manière à constituer un support pour celui-ci.
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