Датчик теплового потока
ДАТЧИК ТЕПЛОВОГО ПОТОКА, содержащий вмонтированную в тепловоспринимающую стенку и выполненную из сплава Fe-Ni термоэлектрическую батарею, электроды которой образованы участками, находящимися в аустенитном и мартенситном состояниях, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений при одновременном повьшении прочностных характеристик датчика, в материал его батареи дополнительно введен молибден при следующем соотношении компонентов, мас.%: Никель 21-24 Молибден 4-9 Железо Остальное (Л с
СО)ОЭ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСЩБЛИН
71 А1
09) (и) (g1) 4 С 01 К 17/08 ь и
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3480236/18-10 (22) 06.08.82 (46) 30.10.86. Бюл. № 40 (71) Институт технической теплофизики АН УССР (72) M.Е,Гуревич, Л.В.Гурьянов, Ю.П.Золотаренко и Ю.Н.Коваль (53) 536.629.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 502242, кл. G Ol К 17/08, 1976.
Авторское свидетельство СССР № 972269, кл. G Ol К 17/08, 1980. (54)(57) ДАТЧИК ТЕПЛОВОГО ПОТОКА, содержащий вмонтированную в тепловоспринимающую стенку и выполненную из сплава Fe-Ni термоэлектрическую батарею, электроды которой образованы участками, находящимися в аустенитном и мартенситном состояниях, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений при одновременном повышении прочностных характеристик датчика, в материал его батареи дополнительно введен молибден при следующем соотношении компонентов, мас.Х:
Никель 21-24
Молибден 4-9
Железо Остальное
12671 76
Изобретение относится к теплометрии и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для измерения нестационарных тепловых потоков.
Известен датчик теплового потока, содержащий теплоприемную пластину и термобатарею, одноименные спаи которой расположены на двух воспринимающих поверхностях пластины.
Недостатком известного датчика является низкая точность измерения в условиях меняющихся тепловых потоков из-за выполнения спаев термобатареи из различных материалов, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является датчик теплового потока, содержащий вмонтированную в тепловоспринимающую стенку и выполненную из сплава Fe-Ni термоэлектрическую батарею, электроды которой образованы участками, находящимися в аустенитном и мартенситном состояниях.
Недостатком указанного датчика является то, что он работает в относительно узком температурном интервале, нижняя граница которого определяется температурой начала прямого (И„) мартенситного превращения (аустенитный участок термоэлектробатареи начинает переходить в мартенсит), а верхняя граница определяется началом обратного (А„) мартенситного превращения (мартенсит начинает перестраиваться в аустенит). Кроме того, данный датчик характеризуется относительно низкими прочностными характеристиками.
Целью изобретения является расширение диапазона измерений при одновременном повышении прочностных характеристик датчика.
Поставленная цель достигается тем, что в датчике теплового потока, содержащем вмонтированную в тепловоспринимающую стенку и выполненную из сплава Fe-Ni термоэлектрическую батарею, электроды которой образованы участками, находящимися в аустенитном и мартенситном состояниях, в материал его батареи дополнительно введен молибден при следующем соотношении компонентов, мас. .:
Никель 21-24
Молибден 4-9
Железо Остальное
Такой состав сплава обусловлен следующим. Для того, чтобы стабильная аустенитная структура была получена при достаточно низкой темпера5 туре, необходимо, чтобы суммарное содержание добавок в железе было не менее 25 мас„ и не превышало
33 мас. . Тогда термоэлектробатарея, изготовленная из указанного сплава, 10 будет иметь характеристику, близкую к линейной (отклонение от линейности не превышает З ). Введение в сплав добавок молибдена расширяет диапазон рабочих температур датчика за счет
15 повышения температуры обратного мартенситного превращения. Например,для сплава железо 24 мас. . никеля
4 мас. . характеристические точки молибдена М„=-74 С, А„=436 С, для спла20 ва железо 21 мас. -., никеля 9 мас. молибдена И„=-76 С, А„=483 С. Для сравнения у известного сплава железо
31 мас. ., никеля M =-70 С, А„=330 С.
При меньшем содержании молибдена
25 (менее 4 мас. ) понижения точки M„ и повышения Ая не наблюдается, при содержании молибдена более 9 мас. происходит стабилизация превращения (превращение "не идет")
30 Кроме того, твердость сплава железо-никель, находящегося в состоянии гамма-фазы, не превышает 80-90 Ну (твердость по Виккерсу). Легирование молибденом (твердый раствор замещения) повышает прочностные характеристики сплава железо-никель от 15 (при 4 мас. Mo) po 25 (при. 9 мас.
Mo) твердости сплава. При этом пластичность сплава практически не сни40 жается, что позволяет изготавливать из него тонкую (ф до 50 мкн) проволоку для датчиков теплового потока, Сплав обрабатывают для получения мартенситной структуры. Путем
45 навивки спирали изготавливают термоэлектробатарею датчика, участки которой подвергают нагреву для образования аустенитной структуры (обратное мартенситное превращение),Обра50 зованные таким образом электроды термоэлектробатареи изготовлены из од— ного материала, находящегося в различных структурных состояниях, 5> В момент прихода теплового импульса термоэлектробатарея генерирует термо-ЭДС, пропорциональную градиенту температуры между горячими и хоСоставитель Н.Соловьева
Редактор Ю.Середа Техред B.Кравчук Корректор С.Ыекмар
Заказ 5752/35
Тираж 778 Подгисное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4
3 1267 лодными спаями термопар, которую регистрируют измерительным прибором.
Предлагаемый датчик теплового потока надежен в работе н позволяет расширить температурный диапазон из176 4 мерений на 60-657. по сравнению с известным датчиком из сплава железоникель при одновременном повьппении на 15-25 его прочностных характеристик.
