Термоэлектрическое устройство с регулируемым положением рабочего спая
(19)RU(11)1241842(13)C(51) МПК 6 G01K7/00Статус: по данным на 17.01.2013 - прекратил действиеПошлина: учтена за 1 год с 13.04.1993 по 12.04.1994
(54) ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО С РЕГУЛИРУЕМЫМ ПОЛОЖЕНИЕМ РАБОЧЕГО СПАЯ
Изобретение относится к приборам теплотехнического контроля и может быть использовано для измерения распределения температуры в различных технических объектах произвольной формы. Цель изобретения является повышение надежности и уменьшение габаритов устройства. На фиг. 1 изображено предложенное устройство, разрез; на фиг.2 вариант термоэлектрического устройства с сильфонами; на фиг.3 графики зависимости термоЭДС от температуры контактного слоя, кривая а, для жидкометаллической термопары литий цезий; кривая б для пары жидкий цезий нержавеющая сталь; кривая в для термопары жидкий литий нержавеющая сталь. Устройство состоит из керамической трубки 1, соединенной с пневмомагистралью (не показана) посредством металлических импульсных трубок 2, 3, заполненных несмешивающимися жидкими металлами литием 4 и цезием 5, образующими контактный слой 6. Устройство работает следующим образом. Устройство размещают в объекте измерения, затем внешним органом управления в импульсных трубках 2, 3 создают разность давлений, в результате чего контактный слой в жидких металлах перемещается на нужную высоту. Величина управляющего импульса контролируется прибором, измеряющим разность давлений на концах трубки, проградуированным в единицах высоты столба жидких металлов. Во избежание вскипания цезия и его интенсивного испарения в трубке 3 поддерживается давление газа, превышающее давление насыщенных паров цезия при рабочих температурах контактного слоя и жидкого цезия по всей длине жидкометаллического тракта. В трубке 2 при этом создается противодавление, достаточное для поддержания контактного слоя на нужном уровне. ТермоЭДС снимается с электродов и по каналу связи подается на вторичный прибор (не показан). При этом целесообразно участки линии связи, на которых заканчиваются столбы жидких металлов, поддерживать при одинаковых стационарных температурах либо корректировать измеряемую температуру поправочной кривой термоЭДС для пары жидкий металл металл (материал трубки) и термопар, измеряющих температуру на этих участках. Для измерения температуры на другой отметке операции повторяются. В устройстве, представленном на фиг.2, керамическая трубка 1 по всей длине защищена от механических воздействий металлической трубкой 3, которая снабжена газовым компенсатором объема 7, заполненным инертным газом под давлением. Нижний конец керамической трубки 1 герметично соединен с сильфоном 8, который электрически изолирован от трубки 3. Сильфон 8 размещен в газовой камере 9, соединенной с пневмомагистралью. Нижний участок керамической трубки 1 и сильфон 8 заполнены цезием 5. В верхней части трубки находится литий 4. Контактный слой в этом устройстве перемещают посредством подачи давления в газовую камеру 9. Для определения местонахождения контактного слоя в устройстве предусмотрен механический указатель 10 уровня жидких металлов 10 со шкалой 11. Линия связи в этом устройстве подключен к компенсатору объема 7 и газовой камере 9. Принцип работы устройства аналогичен описанному. Еще более компактные и надежные жидкометаллические термопары могут быть изготовлены на основе тонких металлических трубок (капилляров), покрытых изнутри тонким слоем изоляционного материала, что технологически более сложно, однако такие термопары будут обладать большей гибкостью и меньшей инерционностью, что позволит применять их в конструкциях практически любой произвольной формы. В конструкциях из неэлектропроводящих материалов для измерения температурного поля жидкометаллическую термопару можно изготовить путем заполнения разнородными термоэлектродными материалами (электродами термопары) специально предусмотренных полостей конструкции, к обратным концам которых подключена линия связи. Перемещая контактный слой жидких металлов по полостям конструкции, можно измерить температуру практически любой точки объекта. В качестве термоэлектродов предпочтительнее выбирать несмешивающиеся жидкие металлы, например литий-цезий, которые не смешиваются ни в жидком, ни в твердом состоянии. Существенное различие растворимостей в жидком состоянии имеют литий натрий, не сплавляются литий-рубидий, серебро-кобальт, алюминий-висмут и т.д. Таким образом, выбирая различные пары жидких металлов, можно изготовить жидкометаллические термопары на различные диапазоны температур.
Формула изобретения
1. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО С РЕГУЛИРУЕМЫМ ПОЛОЖЕНИЕМ РАБОЧЕГО СПАЯ, содержащее электроды, размещенные в оболочке, полость которой соединена со средством передачи давления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения габаритов, оболочка выполнена в виде трубки из электроизоляционного материала, заполненной двумя электропроводными жидкими термоэлектродными материалами различной плотности. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубка заполнена жидким литием и цезием.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 13.04.1994
Номер и год публикации бюллетеня: 36-2002
Извещение опубликовано: 27.12.2002
