Способ изготовления малогабаритныхнизкотемпературных датчиков темпе-ратуры

Способ изготовления малогабаритныхнизкотемпературных датчиков темпе-ратуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсккк

Социалистические

Республик

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ к авторскому сеидетильств

< >807078 (6! ) Дополнительное к авт, свлр-ву, 2) Заявлено 26,03.78 (2! ) 2767122I 18-10

{5!)M. Кл.

G 01 К 7/16 с присоеринеииеет заявки И

9вударетееяяЫ кеиятет

СССР аа аеаеи яаабретеяяя я открытия (23) Приоритет

Опубдиковано2!.02,81. Ьтоллетень pfy 7

Лата опубликования олисаиия,25.02.8 1

{53) УДК 5З6.

° 53 (088.8 (72) Авторы изобретения

)

Н. Б. Брандт, И. B. Голубцов и В. Н. Нсакков

Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. М. B. Ломоносова.,: — и т (2!) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАЛОГАБАРИТНЫХ

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ДАТЧИКОВ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использоф. вано при изготовлении низкотемпературных датчиков температурые

Известен способ изготовления датчиков температуры, заключающийся в термообФ работке спресованной в таблетку смеси сырого и предварительно обоженного нефтяного пека (1).

Однако датчики, полученйые таким образом, имеют большие габариты, что т1 ограничивает их применение для исследо. ванин малогабаритных объектов, набгиодения быстрых тепловых процессов вти ,снятия карт распределения температуры ,по поверхности неболыпих обьвктов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности, является способ изготовления малогабаритных низкотемпературных датчиков температуры, заключающийся в создании термочуватвительного угольного элемента вокруг двух близкорасположенных прододов.

2 . При изготовлении датчиков z мпературы пасту, содержащую мелкоднсперсный графит, наносят на небольшой участок двух близко расположенных медных проволочек с предварительно снятым с этого участка лаковым покрытием Ы. Недостатком этого способа является то, что полученные таким образом датчики температуры обладают много меньшей чувствительностью, чем угольные термометры с массивным термочувствительным эле.ментом, а также худшими шумовыми характеристиками.

Бель изобретения — разработка способа изготовления малогабаритных датчиков температуры, обеспечивающего повьпиенвв чувствительности датчиков температуры, снижение уровня шумов, а также обеспечивающего возможность получения датчиков температуры с высокой чувствительностью для различных температурных областей.

Поставленная цель достигается тем, етО уз&готовку иэ двух сОприкасающихся

807078

25 проводов покрытых лаковой изоляцией

Ф подвергают нагреву в газовой зашитновосстановительной среде до 780-850 С, 0 выдерживают при этой температуре 1015 мин, охлаждают, сохраняя защитную среду, а после охлаждения покрывают токопровот ящим слоем и защитным покрытием, при этом используют медный привод с лаковым покрытием ПЭВ-2.

У датчиков, произведенных по 1О предлагаемой технологии, чувствительный угольный слой создается непосредственно на проволоке графитизацией ее

1собственного лакового покрытия, образуя сплошной тонкий слой, плотно прилегающий к проволочке, являющейся одновременно токоподводяшим и несущим элементом датчика.

На чертеже представлен датчик температуры, реализуюший предлагаемый: 2О способ, общий вид.

Медные проволочки 1 покрыты угольным слоем 2 (бывший лак), обе проволоч— ки на небольшом участке покрыты электропровсдяшим слоем 3, соединяющим их электрически и механически. Вместе они закрыты защитным покрытием 4, немного заходящим на свободные концы проволок.

Изготовление датчиков температуры зо осуществляют следующим образом.

Сложенные вместе две медные проволочки диаметром 0,02-О,07 мм в лаке

ПЭВ-2 наматывают, например в виде двойной спирали с шагом около 1 мм на металлический или кварцевый каркас в виде параллелепипеда. Каркас с намотанной на него двойной спиралью помешают внутрь cvrpeeKa .медной толстос. ечной трубы длиной около 10 см и диаметром 2,5-3 см. Там же размещают спай термспары, по которой контролируется режим обжига. Медную трубу цомецтают в кварцевую трубу соответствуюшего диаметра, которую затем в

45 канал обычной трубчатой электропечи

Через кварцевую трубу производят принудительный продув водородом или любым инертным газом, обогашенным ттарами этилового cHBpTB (газ ттроттчскается через сосуд со спиртом). Перед началом продувки кварцевая труба предва— рительно откачивается и несколько раз

"прополаскивается зашитным газом. Давление проходяшего газа атмосферное, скорость проттува 20-100 см мии. Конечная температура обжига 780-850 С дости0 гается за 2-3 ч, выдерживается 1015,"мин, затем печь включается . Указанные времена обеспечивают достаточную равномерность нагрева, однородность температурного поля печи и точную фиксацию конечной, (максимальной) температуры обжига, их увеличение уже практически не сказывается на свойствах получаемых датчиков.

Конечная температура обжига определяет параметры -термсдатчика: сопротивление Я при комнатной температуре и скорость его роста при понижении температуры. Повышение температуры стжига понижает сопротивление Я и . скорость его роста с понижением температуры.

Получение датчиков с величиной сопротивления 10-10 Ом (наиболее удобный для измерения диапазон) в заданном рабочем интервале температур обеспечивается выбором конечной температуры обжига. Указанные пределы конечной температуры обжига (780-850 С) обео спечивают получение датчиков для работы в области от комнатных до сверхнизких температур.

Каркас с обожженной двойной спиралью извлекают на воздух после остывания печи. Не снимая спирали с каркаса на ее участки между прутками каркаса наносят капельки токопроводящей эпоксидной пасты и размазывают по обеим соприкасающим проволочкам на длинну

10-20 ее диаметров, замыкая их и образуя собственно датчик. После полимеризации пасты поверх нее и на соседние участки проволок наносят защитное покрытие, например эпоксидное общая длина этого участка 0,5-1 мм.

Таким образом, каждый виток спирали на каркасе превращается в 2-4 датчика (в зависимости от конкретной геометрии каркаса). После затвердевания защитного слоя спираль разрезают на отдельные датчики.

Предлагаемый способ позволяет изготовлять малогабаритные низкотемпературные датчики, не уступающие .массивным по чувствительности и шумовым свойствам, причем можно получать датчики с заранее заданными характеристиками для более:; обного применения в том или ином температурном интервале путем изменения режима термообработки .в,указанных пределах.

Датчики, изготовленные предлагаемым способом, могут быть эффективно использованы для гепловых, в особенности низкотемпературных исследова.807078

8 Р Я

Составитель B. Куликов

Техред М. Рейвес

Корректор H. Григсрук

Редактор В. Жиленко.

Заказ 269/62 Тираж 918 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 ниях на объектах размером около 1 мм, в том числе при высоких давлениях, обесгечивая высокую точность измерений.

Чувствительность датчиков составляет

1СГ -10" К в рабочей области температур.

Малая постоянная времени теплового уравновешивания датчика, обеспечиваемая его малой массой, позволяет наблюдать быстрые тепло ые процессы с харак тернымивременамидо Lw c {в области температур единкц градусов К).

Формула изобретения

1. Способ изготовления малогабаритных низкотемпературных датчиков температуры, заключающийся в создании термочувствительного угольного элемента вокруг двух близкорасположенных проводов, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности датчиков, заготовку из двух соприкасающихся проводов покрытых лаковой изоляцией подвергают нагреву в газовой защитно-восстановительной среде до 780о

850 С, выдерживают при этой температуре 10-15 мин, охлажде,зт, сохраняя защитную среду, а после охлаждения покрывают токопроводящим слоем и защитным покрытием.

2, Способ по и. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что используют медный

i0 провод с лаковым покрытием ПЭВ-2.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Михайлов H. H. Кагоновскчй А.Я.

Угольные термометры сопротивления для низких температур, "Приборы и техника эксперимента", % 3, 1961, с. 194.

2. Заварицкий Н. B., Шальников А. И.

Изготовление миниатюрных. угольных термометров сопротивления для низких

20 температур. Приборы и техника эксперимента", М 1, 1961, с. 189 (прототип).