Датчик температуры

Датчик температуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий гесметичный корпус, за- : полкенный тер «очувствительной средой, и. электроды, о т л и ч а ю щи и с я тем, что, с 11елью повьаоения чувствительности датчика, в качестве термочувствительной средн использован металл щелочной; группы, введенный в межэлект{юдное пространство.в количестве

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н аитаоСНаММ СаИдатВВСтеч

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТФЙ (21) 2856944/18-10 (22) 25. 12. 79 (46) 30.06.83. Бюл. В 24 (72) В.Г.Зарецкий, В.М.огарков, С.Д.Гришин и Л.М.Пискалов (53) 536 ° 53(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 800698, кл. G 01 К 7/16, 1978. . 2. Авторское свидетельство СССР

В 116637, кл. G 01 К 7/40, 1950 (прототип)..,SU„„1026021 ф(59 G01 К7 40 ° G 01 К 7 16 (54) (57) ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий герметичный корпус, заполненный термочувствительной средой, и. электроды, отличающийся тем, что, с целью. повышения чувствительности датчика, в .качестве термочувствительной среды использован металл щелочной, группы,. введенный s менэлектродное прострайство .в коли .честве (0,4-2) ° 10 ЗФ от объема полости корпуса.

1026021

Изобретение относится к измерению температуры и может быть использовано для измерений в высокотемпературном диапазоне.

Известен термодатчик, в котором используется свойство термочувствительной среды резко изменять электрическое сопротивление при нагреве до температуры фазового перехода (11 .

Недостатками такого термодатчика являются невозможность осущест- 1О вления измерений при высоких температурах, а также эффективного использования его в режиме непрерывного замера из-за сравнительно низкой чувствительности. (5

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является датчик температуры в виде газоразрядной ячейки, подключенной к источнику питания $2) .

Однако известный датчик, предназначенный для измерения высоких температур по величине ионного тока, обладает невысокой чувствительностью.25

Цель изобретения — повышение чувствительности датчика.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике температуры, содержащем герметичный корпус, заполненный. термочувствительной средой, и электроды, в качестве термочувствительной среды использован металл щелочной группы, введенный в межэлектродное пространство в количестве (0,4-2)

10 Ъ or объема полости корпуса.

На фиг. 1 показан датчик температуры, общий вид; на фиг.2 — его токовые характеристики для различных металлов, используемых в качестве термочувствительной среды при напря- 40 женин электропитания датчика U =10 В, Датчик содержит полый корпус l электроды 2 и 3, подключенные через регистрирующий прибор 4 к источнику 5 электропитания. Межэлектродное про- 45 странство 6 заполнено термочувствительной средой — металлом щелочной группы в количестве (0,4-2)

10 и от объема внутренней полости корпуса 1.

Предлагаемый термодатчик позволяет проводить измерение в широком температурном диапазоне, нижняя граница которого соответствует температуре испарения щелочного металла, а верх60 няя определяется только прочностнымк характеристиками материала корпуса и электродов, он обладает высокой чувствительностью, реализует возможность использования низковольт65 ньж источников электропитания.

Устройство работает следующим образом.

Электрод 2 датчика закрепляют на поверхности 7 измерения (либо датчик помещают в среду, температуру которой необходимо измерить), и на электроды 2 и 3 от источника 5 электропитания подают напряжение U порядка

0,1-10 В. При нагреве происходит, испарение термочувствительной среды и, вследствие того, что металлы щелочной группы имеют низкий потенциал ионизации, термическая ионизация ее паров, что обеспечивает протекание через датчик электрического тока.

С изменением температуры меняется степень ионизации паров металла и величина электросопротивления термочувствительной среды, вследствие чего датчик работает в режиме термометра сопротивления. При этом плотность тока j определяется законом Ома

Э =6 Е, где 6 — проводимость паров термочувствительной среды;

Š— напряженность электрического поля в межэлектродном пространстве датчика, равная (без учета приэлектродных эффектов) частному от. деления напряжения Ug электропитания датчика на величину межэлектродного расстояния.

Нижний предел диапазона количества вводимого в датчик щелочного металла связан с требованием обеспечения высокой чувствительности при исполь зовании низковольтной аппаратуры, так как в случае заполнения датчика веществом в количестве, меньшем

0 4 ° 10 o6 %,проводимость паров щелочного металла (особенно лития) оказывается малой, внутреннее сопротивление датчика высоким, и необходимая чувствительность датчика может. быть обеспечена лишь при напряжении источника электропитания, превышакицем 200-500 B.

Верхний предел диапазона определяется прочностными характеристиками датчика и его ресурсом,; зависящим от степени интенсивности взаимодействия химически высокоактивной термочувствительной среды с элементами устройства.

Наиболее эффективен режим работы терморезистивного датчика при температурах, превышакицих 1500-1800 К, тогда степень термической ионизацин щелочного металла резко возрастает, однако и при низких температурах, в частности ниже температуры испарения термочувствительной среды, за. счет адсорбционных эффектов предлагаемый терморезистор оказывается эффективным устройством.

1026021

Испытания терморезистивного датчика, имеющего объем внутренней полости 3 смэ и электродами площадью

1 см, заполняемого литием, калием или цеэием, подтвердили эффективность его использования в диапазоне температур 700-3500. К и воэможность

> >/м

10 измеряемом вемлероюура

Фиа Г

Составитель Н.Соловьева

Редактор А.Курах Техред М. Коштура Корректор А,Повх

Заказ 4548/34 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

М ь !Р

5 .10

11д5

% Ф обеспечения в чувствительности на уровне 5-10 MA/K при питании от низковольтного (Ug= 3-10 B) источника электроэнергии.

При этом плотности тока, дости5 гаемые в датчике, находятся на уровне 10-10 А/м .