Способ изготовления квадрупольного ядерного термопреобразователя

Способ изготовления квадрупольного ядерного термопреобразователя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к термометрии с использованием явления ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР). Целью изобретения является повышение механической прочности и вибростойкости. Процесс изготовления квадрупольного ядерного термопреобразователя состоит из следующих последовательных операций. На трубчатый фланец из окиси бериллия плотно насаживают трубку из анодной меди. Полученную заготовку отжигают в воздушной среде при температуре 1000-1030°С до полного ее окисления. При этом закись меди диффундирует в тело керамики и происходит ее спекание. Временной режим выбирают таким, чтобы происходило полное окисление медной заготовки. Медную катушку получают методом восстановления в щелочной электролитической ванне. При этом восстанавливается только та @ часть поверхности элемента, которая не защищена эмалью. В отличие от известных в предлагаемом способе при отжиге происходит спекание закиси меди и окиси бериллия в монолитное тело. Это обеспечивает высокую механическую прочность полученного термопреобразователя без ухудшения его точностных и динамических характеристик. На последние практически не влияет тонкопленочная катушка индуктивности. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Яц„„1560986 А 1 (gg)g G 01 K 7/00

БРЕТЕНИЯ " ) К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 43 18482/24-10 (22) 20. 10. 87 (46) 30.04.90. Бнхп. ¹- 16 (72) M.È. Осыка, В. Е . Пилипюк, В.В. Репицкий и В.Н. Ардан (53) 536.53 (088.8) (56) Рудаков Т,Н, и др ° Инерционность квадрупольных ядерных термометров. — Измерительная техника, 1983 ¹ 5, с. 48-51.

Авторское свидетельство СССР № 1167973, кл. С 01 К 7/00, 1983. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КВАДРУПОЛЬНОГО ЯДЕРНОГО ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к термометрии с использованием явления ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР). Целью изобретения является повышение механической прочности и вибростойкости. Процесс изготовления квадрупольного ядерного термопреобразователя состоит из следующих последовательных операций. На трубчатый фланец из окиси бериллия плотИзобретение относится к термометрии с использованием явления ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР).

Цель изобретения — повьппение механической прочности и вибростойкости преобразователя.

На чертеже изображен изготовленный квадрупольный ядерный термопреобразователь, общий вид.

Предлагаемый термопреобразователь работает следующим образом.

Термочувствительный элемент с нанесенной на него катушкой индуктивГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗО

2 но насаживают трубку из анодной меди.

Полученную заготовку отжигают в воздушной среде при температуре 10001030 С до полного ее окисления. При этом закись меди диффундирует в тело керамики и происходит ее спекание. Временной режим выбирают таким, чтобы происходило полное окисление медной заготовки. Медную катушку получают методом восстановления в щелочной электролитической ванне. При этом восстанавливается только та часть поверхности элемента, которая не защищена эмалью. В отличие от известных в предлагаемом способе при отжиге происходит спекание закиси меди и окиси бериллия в монолитное ® тело. Это обеспечивает высокую механическую прочность полученного термопреобразователя без ухудшения его

/ точностных и динамических характеристик.На последние практически не влияет тонкопленочная, катушка индукМий тивности. 1 ил. ности размещается в зоне измеряемых температур. В зависимости от изменения температуры изменяется частота

ЯМР в закиси меди, которая измеряется блоком индикации (на чертеже не показан), связанным с катушкой индуктивности.

Процесс изготовления квадрупольного ядерного термопреобразователя состоит из следующих последовательных операций, На трубчатый фланец из окиси бериллия плотно насаживают трубку из анодной меди, Для уменьше1560986 ния влияния фланца на параметры термопреобразователя толщину стенок выбирают порядка 0,5 мм. Полученную заготовку отжигают в воздушной среде при 1000-1030ОС до полного окисления меди. При этом закись меди диффундирует в тело керамики и происходит ее спекание. Временной режим выбирают таким, чтобы происходило полное окисление медной заготовки. Для медных трубок с тол щиной стенок 0,4 мм процесс окис ления длится около 1,5 ч, С увеличением толщины до 2 мм время окисле ния увеличивается до 8 ч. При формировании катушки индуктивности на

,поверхность изготовленного элемента наносят маску в виде катушки индук,, тивности, представляющую собой

; тонкий защитный слой эмали. Медную катушку получают методом восстанов, ления в щелочной электролитической вачне. При этом элемент с нанесенной маской помещают в ванну в качестве катода под напряжением 10-12 В на время до 1 ч. При этом восстанавливается, покрываясь медным проводящим слоем, только та часть поверхности элемента, которая не защищена эмалью.

Выбор в качестве основы термопреобразователя окиси бериллия обусловливается его термостойкостью,, хорошими диэлектрическими и высокочастотными свойствами при высоких температурах (практически полное отсутствие влияния на добротность преобразователя) . Кроме того, окись бериллия обладает высокой теплопроводностью и химической стойкостью при соприкосновении с закисью меди в процессе отжига. Керамика иэ окиси бериллия обладает высокой механической прочностью.

Предлагаемым способс»м были изготовлены опытные образца квадрупольных ядерных термопреобразователей.

За исходные выбирались заготовки следующих размеров: толщина стенок медной трубы равна толщине стенки .трубки из окиси бериллия — 0,5 мм, диаметр собранной заготовки 6 мм, длина 30 мм. Время отж»лга 5 ч. I

После отжига на цилиндрическую поверхность заготовки из закиси меди был нанесен трафарет зеркального отображения катушки индуктивности с помощью цапон-лака, При восстановлении в щелочной ванне заготовка выдерживалась в качестве катода под напряжением 10 В на протяжении

30 мин.

Толщину стенок трубки преобразователя и ее наружный диаметр целесообразно выбирать из соотношения а ) 0,1 D при 4 D -10 мм, где а—

15 толщина стенки трубки; D — наружный диаметр трубки.

Толщина стенки и диаметр трубки из закиси меди выбраны из условий минимально достижимой тепловой инер2п ции термопреобразователя и устойчивости его работы.

Устойчивая работа термопреобразователя обеспечивается при условии:

Uc

25 Пш — 10 где U — эффективное напря-.

С жение сигнала ЯКР; U ц — эффективное напряжение шума.

Как показали проведенные испытания, это условие выполняется для диаметров трубок из закиси меди а

D P 4 мм при соотношении — > О, 1 °

Выбор трубки D > 10 мм нежелателен, так как увеличивается показатель тепловой инерции.

Формула из обретения

Способ из готовления квадрупольного ядерного термопреобразователя на основе закиси меди, включающий отжиг медной заготовки в воздушной среде, отличающийся тем, что, с целью повышения механической прочности и вибростойкости, медная заготовка насаживается без зазора на трубку из окиси бер»»ллия, а отжиг полученной заготовки производится до полного окисления медного слоя, после чего на поверхность заготовки методом восстановления наносится тонкопленочная катушка индуктивности

1560986

Составитель К. Рязанцев

Редактор Л. Пчолинская Техред Л.Сердюкова Корректор С. Шекмар

Заказ 973 Тираж:507 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101