Датчик температуры

 

1. ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ; содержащий чувствительный элемент в виде сердечника из материала с зависящей от температуры магнитной проницаемостью, размещенного в катущке индуктивности, отличающийся тем, что, с целью рас ширения диапазона измеряемых температур, материал чувствительного элемента выполнен с градиентом концентрации компонента, изменяющим температуру точки Кюри вдоль оси сердечника. 2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что чувствительный элемент, выполнен из никелевого феррита-алюмината NiF%jfAl3rO4 с монотонно изменяющейся концентр.ацией алюминия в пределах 0,,999. § (Л

СООТГ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК зьи. G 0!! !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ!Ф (2! ) 3347549/18-10 (22) 15.10.81 (46) 15.09.84. Бюл. № 34 (72) В. B. Михневич, Н. К. Толочко, В. В. Сегодник и A. Е. Гелясин (71) Витебское отделение Института физики твердого тела и полупроводников АН Белорусской CCP (53) 536.53 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 666445, кл. G 01 К 7/38, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 920404, кл. G 01 К 7/38, 1978.

„„SU„„11 3684 А (54) (57) 1. ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ; содержащий чувствительный элемент в виде сердечника из материала с зависящей от температуры магнитной проницаемостью, размещенного в катушке индуктивности, отличающийся тем, что, с целью рачширения диапазона измеряемых температур, материал чувствительного элемента выполнен с градиентом концентрации компонента, изменяющим температуру точки Кюри вдоль оси сердечника.

2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что чувствительный элемент, выполнен из ни-. келевого феррита-алюмината NiFe A1 О с монотон но изменяющейся концентрацией алюминия в пределах 0,00! Х 0,999.!

113684

Составитель B. Голубев

1ехред И. Верес Корректор М..темник

Тираж 822 11о апис ное

ВНИИГ1И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж--35, Раушская иаб., n. 4/5

Филиал ПГ1Г! Патента, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор О. Колесникова

Заказ 6204/34

Изобретение относится к области термометрии, а именно к индуктивным датчикам температуры.

Известен датчик температуры, содержащий чувствительный элемент с зависящей от температуры магнитной проницаемостьк>, вы полненный в виде поворотного диска с множеством сегментов, изготовленных из материалов с различными температурами точки

Кюри. Такой датчик позволяет несколько 10 расширить диапазон измерения по сравнению с датчиками, имеюгцимй единственный термочувствительный элемент с фиксированной точкой Кюри 11).

Однако дискретный набор чувствительных элементов, число которых в силу конструктивных особенностей ограничено, не позволяет получить монотонной зависимости выходного сигнала датчика в широком диапазоне температур.

Наиболее близким по технической сущ- 20 ности к изобретению является датчик температуры, содержащий чувствительный элемент в виде сердечника из материала с зависящей or температуры магнитной проницаемостью, размещенного в катушке инлуктнвнэсти 12).

Датчик обладает высокой чувствительностью к изменению температуры, однако ширина диапазона измерения также сравнительно невелика, .обычно;30 -70 С.

Цель изобретения — расширение диапа- 30 эона измеряемых температур.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике температуры, содержа>цем чувствительный элемент в виде сердечника из материала с зависящей от температуры магнитной проницяемостью, размегценного в ка-35 тушке индуктивности, материал чувствительного элемента выполнен с градиентом концентрации компонента, изменяющим температуру точки Кюри вдоль оси сердечника.

Чувствительный элемент выполнен из 40 никелевого феррита-алк>минатя NIFe xAIõO» с монотонно изменяющейся концентрацией алюминия в пределах 0,001, Х4 0,999.

Благодаря наличию градиента концентрации компонента, изменяющего температуру точки Кюри магнитного материала чувствительного элемента, переход в область минимальных значений магшпной проницаемости материала по мере повьииения температуры происходит постепенно. Первонячяль но в объеме серлечннка образуется тонкий слой новой парамагнитной фазы, который затем утолщяется с повьпценисм темперятуры, ряспросTI>ÿ>lÿÿñü вдоль оси сердечника и заполняя весь его обьем. В результате изменение намагниченности чувствительного элемента происходит в более широком диапазоне, определяемом минимальным и максимальным значениями температуры точки

Кюри, которые имеют крайние области сердечника, наиболее различак>щиеся по своему составу.

Пределы изменения концентрации алюминия в составе никелевого ферритя-ялк>мината определяются чувствительностьк> метода микрорентгеноспектральног(> анализа.

Чувствительные элементы с необходимым градиентом составы могут быть изготовлены по известной керамической технологии с неодноролной по составу засыпкой шихты в пресс-форму, путем вытягивания из расплава с олновременной подпиткой и т. д.

77/>имер 7. Термочувствительный элемент с градиентом температуры точки Кюри, выполненныйй в виле цили ндриче(.êîãо серлечника из никелевого ферритя-ялк>минатя

NiFe, „ÀI„O» у> 10 мм и длиной 100 мм, изготовлен спсканием двух блоков из прелварительно синтезированных NIFe 04, и

NiFeAlO4. В результате тверлофазной диффу. зии при температуре спекания (около 1200 С/ происходит постепенное проникновение атомов алюминия в NiFeqO» и атомов железа в

NiFeAlO4. Глои блоков, лежащие ближе к границе их раздела, становятся обогяп1енными диффузионными атомами, концентрация которых монотонно убывает по мере удаления от граниш> разлела. Достигаемое при этом изменение температуры п>чки Кк>ри по ллине сердечника лежит в пределах 200-600 С.

Пример 2. Чувствительный элемент готовят спеканием 11 таблеток из NIFe,,ËI„O», Концентрация алюминия возрястяет последовательно Hà 10 ат. P/p в каждой таблетке.

Таблетки спекаются при темперг>туре около

1200 С. Время спекания зависит от толщины таблеток. Как и в примере 1, изменение температуры точки Кюри влоlb изготовленного таким образом сердечника, опрелеляемое градиентом концентрации алюминия, непрерывно и находится в указанных пределахх.

Предложенный латчик температуры позволяет с высокой точностьк> осуществить измерение температуры в ли апазов е окол(:300"С, что в несколько раз больше дияпязо на рабочих температур прг>тг» ипя.