Датчик температуры и способ его изготовления

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить стабильность электрофизических характеристик датчика при работе в йодной атмосфере.. Между металлической оболочкой 1 и цилиндрическим электродом 2 размещен поликристаллический материал 3, в качестве которого использованы полиподиды кобальта или никеля с карбамидом, имеющие массовое соотношение иодида декакарбамида никеля или кобальта и иода, равное (1,8 - 3,0):1. Внутренний диаметр металлической оболочки выполнен равным 3,0 - 3,5 диаметра цилиндрического электрода, а отношение высоты рабочего слоя материала 3 к его диаметру составляет 2,5 - 4,0, что обеспечивает требуемую механическую прочность фиксации электрода и исключает температурный градиент между электродом и оболочкой. После размещения материала в оболочке его подвергают прессованию под давлением 25 - 75 МПа, охлаждая его через каждые 25 ffla до исходной температуры . 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл. сл to CD 4;ii

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (so 4 С 01 К 7/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3914022/24-10 (22) 14,06.85 (46) 15.02.87, Бюл, N - 6 (71) Московский институт тонкой химической технологии (72) В,H.Itûãàíêoâ, Н.Б.Гориловская, JI.IO.Àëèêáåðîâà, Е.В.Савинкина и H.Ñ.Ðóêê (53) 536.53(088.8> (56) Орешкин П.Т. Физика полупроводников и диэлектриков. N.: Высшая школа, 1977, с.276.

Авторское свидетельство СССР

Р 1024748, кл. С 01 К 7/22,23.06.83. (54) ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ И СПОСОБ

ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить стабильность электрофизических характеристик датчика при работе в иодной атмосфере. Между металлической оболочкой 1 и цилиндрическим

„, SU„„290094 электродом 2 размещен поликристаллический материал 3, в качестве которого использованы полиподиды кобальта или никеля с карбамидом, имеющие массовое соотношение иодида декакарбамида никеля или кобальта и иода, равное (1,8 — 3,0):1. Внутренний диаметр металлической оболочки выполнен равным 3,0 — 3,5 диаметра цилиндрического электрода, а отношение высоты рабочего слоя материала 3 к его диаметру составляет 2,5 — 4,0, что ооеспечивает требуемую механическую прочность фиксации электрода и исключает температурный градиент между электродом и оболочкой, После размещения материала в оболочке его подвергают прессованию под давлением

25 — 75 МПа, охлаждая его через каждые 25 МПа до исходной температуры. 2 с. и 1 з,п, ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1?90094

Изобретение относится к технике измерения температуры и может быть использовано для измерения температуры в атмосфере иода, на предприятиях галургического профиля. 5

Целью изобретения является повышение стабильности электрофизических характеристик датчика при работе в иодной атмосфере.

На чертеже схематически изобраf0 жена конструкция термочувствительного датчика.

Датчик температуры содержит коаксиально расположенные металлическую оболочку 1 и цилиндрический, электрод 2, выполненные из никеля или жаростойких сплавов, поликристаллический термочувствительный . материал 3 — полииодид кобальта или, никеля фракций 0,5 — 1,0 ММ, На внешней стороне металлическая оболочка и цилиндрический электрод могут иметь резьбу 4 для облегчения монтажа датчика. 25

Ограничение интервала поликристаллических фракций полииодидов

0 5 — 1,0 йм обусловлено тем, что при величинах фракций больше 1,0 мм возрастает интервал разброса по 30 электросопротивлению более чем на порядок, а при величинах фракций менее 0,5, появляется эффект текучести запрессовки и наблюдается ухудшение механических характеристик.

Поликристаллы полииодида для предотвращения изменения химического со става подвергают холодному прессованию под давлением 25 — 75 MIIa причем через каждые 25 МПа осуществляют охлаждение прессовок до исходной температуры (комнатной), предварительно поликристаллы термочувствительного материала помещают между металлической оболочкой и цилиндрическим 45 электродом.

Интервал прессования 25 — 75 МПа обусловлен тем, что плотность запрессовок при давлении 75 MIIa приближается к 1, а дальнейшее повышение давления приводит к появлению в прессовке жидкой фазы. При давлении меньше

25 МПа резко ухудшаются механические свойства запрессовок, что приводит к выпадению электрода, Необходимость постадийного охлаждения прессовок через. 25 MIIa обусловлена тем, что при превышении давления свыше 25 МПа резко возрастает текучесть образцов, что затрудняет разбор пресс-формы и вызывает при этом появление сколов, трешин и других,дефектов.

Выбор указанных интервалов связан с индивидуальными физическими характеристиками поликристаллических полииодидов °

Изменение температуры осуществляют замером электросопротивления между электродом и металлической оболочкой, по величине которого определяют абсолютную величину температуры.

Пример 1 ° Поликристаллы полииодида кобальта с карбамидом состава t СО (Vr)„q (Z ) фракции 1 мм размещают между металлической оболочкой диаметром 12 мм и цилиндрическим электродом диаметром 4 мм и запрессовывают под давлением 50 МПа при комнатной температуре в две стадии (Р, = 25 МЛа и P = 50 МПа), выдерживая между каждым прессованием

10-12 мин для охлаждения прессовок до исходной температуры, При выдержке менее 10 мин не происходит полное охлаждение образца, а выдерживать более 12 мин нецелесообразно, так как температура образца становится уже комнатной. Перегрев образца приводит к частичному или полному расплавлению поликристаллов полииодида Со. Высота слоя запрессовки термочувствительного материала 36 мм, его диаметр 12 мм.

Датчик температуры, изготовленный таким способом, помещают в атмосферу иода или на воздухе и снимают электрофизические характеристики в зависимости от температуры и их стабильность при повторных термообрабо1 тках. Так, при температуре 77 К удельное объемное электросопротивление P 9,0 ° 10" Ом см, при 290 К—

4.10 Ом см, коэффициент термочувствительности В в интервале температур 77 — 290 К составляет 9444 К.

Стабильность электрофизических характеристик определяли путем выдержки датчика в атмосфере иода при изотермической термообработке с периодическим измерением электрофизи.ческих свойств. Испытания показали стабильность электрофизических характеристик: 40 сут отклонения и В находили в пределах 0,2 - 1 2X и 5,2Х соответственно электрические свойства прототипа в атмосфе1290094 ре иода претерпели значительные изменения уже после 48 ч выдержки (2 сут)..при 20 С: отклонения Р и В

v составляли соответственно 8-10 и 437.

В таблице приведены результаты измерений электрофизических характеристик датчиков температуры, изготовленных согласно предлагаемому способу.

t0

Формула изобретения

1. Датчик температуры, содержащий коаксиально расположенные металлическую оболочку и цилиндрический электрод с размещенным между ними поликристаллическим термочувствительным материалом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения стабильности электрофизических ха- 0 рактеристик, в качестве поликристаллического термочувствительного материала использованы полииодиды кобальта или никеля с карбамидом (Ur) состава ССО (Ni) (Ur)„ j (I ), причем отношение внутреннего дйаметра металлической оболочки к диаметру цилиндрического электрода составляОтклонение по

Гранулометрия термочувствительЭлементы кон— струкции

Условия прессования

Состав

В,Х

3 4

Mt;a Yea

MIIa в/а ь/и ного материала, мм

50 0,2-1у2 5,2 (Со (11г)„) (I )

n=1,8:1

3,0 3,0 25

1,00

35 40 25

25 25

75 0,1-1,5 4,1

3,2 2,5 25

250151035 (No (Ur)„) п =2,4:1

0,75

76 1 0 3 0 6 7

25 26

3,0 3,0 25

1,10

24 1,2-3,2 7, 1

3,0 3,0 24

3,6 2,4 25 25 (Со (Ur)„) (I ), n= 3,1:1

50 1,1-3,4 6,9

0,75 (Со (Ur), ) (I,) 0,50

n = 3 0:1 ет 3,0 — 3,5, а отношение высоты рабочего слоя поликристаллического термочувствительного элемента к его диаметру составляет 2,5 — 4,0.

2. Датчик по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что полииодиды кобальта или никеля с карбамидом (Ur) состава (Со (Ni) (Ur)„ 1 (I имеют массовое соотношение иодид декакарбамид никеля или кобальта и иода, равное (1,8 — 3,0) 1.

3. Способ изготовления датчика температуры путем размещения поликристаллического термочувствительного материала между коаксиально расположенными металлической оболочкой и цилиндрическим электродом, о т— л и ч а ю шийся :ем, что, с целью повышения стабильности электрофизических характеристик, поликристаллы термочувствительного материала фракции 0 5 — 1,0 мм после размещения между металлической оболочкой и цилиндрическим электродом подвергают прессованию под давлением

25 — 75 MIIa, причем через каждые

25 Мпа осуществляют охлаждение прессовок до исходной температуры.

1290094

Продолжение таблицы

Условия прессования Отклонение по

Элементы кон струк ции

Гранулометрия термоСостав

% В,X v

Р„

МПа ь

МПа МПа

МПа чувстввительного материала, ММ

LCo (Vr) ) (Z ) 0,75

2,9 4,1 25 25

50 1,7-4,0 6,7

С1., (прототип) 0,30 2,5 2,0 100 — — 100 8,0-10,0 43,0

П р и м е ч а н и е, n — массовое соотношение иодид декакарбамид никеля (кобальта) к иоду, Стабильность электрофизических свойств определяли как отклонение по удельному объемному электросопротивлению (P„) и козффициенту термочувствительности (В) при выдержках в иодной атмосфере при 20 С в течение 1000 ч в

Рчт,(% от начального значения:

1009

Pv,  — — — 100

Составитель В.Агапова

Редактор А.Лежнина Техред А.Кравчук Корректор С.Черни

Заказ 7890/36 тираж 799 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная,4