Термоиндикаторный состав

 

Изобретение относится к термометрии и позволяет расширить температурный диапазон термоиндикаторного состава. Термочувствительное вещество состава содержит, мас.%: 0,01 -35 водорастворимой соли кобальта, а также 1 - 45 хлорида щелочного или щелочноземельного металла остальное - вода. Состав может быть приготовлен в виде раствора или геля. Изменение цвета состава в зависимости от температуры окружающей среды является полностью обратимым, что позволяет использовать состав многок1 атно. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ду 4 G 01 К 11/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

yrl >4391, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3976413/24-10 (22) 19.11.85 (46) 30.07.87. Бюл. У 28 (72) Ю.А.Хитров, Е.А.Корепанова и В.Н.Макаров (53) 536.5 (088.8) (56) Патент США У 4156365, кл. G 01 К 11/12, опублик. 29.05.79.

Авторское свидетельство СССР

У 461318, кл. С Ol К Il/16, 1973. (54) ТЕРМОИНДИКАТОРНЫЙ СОСТАВ (57) Изобретение относится к термометрии и позволяет расширить темпера/

„„SU„„1326910, A 1 турный диапазон термонндикаторного состава. Термочувствительное вещество состава содержит, мас.X: 0,01 -35 водорастворимой соли кобальта, а также 1 — 45 хлорида щелочного или щелочноземельного металла, остальноевода. Состав может быть приготовлен в виде раствора или геля. Изменение цвета состава в зависимости от температуры окружающей среды является полностью обратимьм, что позволяет использовать состав многократно. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

1 !32691

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для индикации температурных неоднородностей и градиентов в объеме, например, в технике замораживания и раэморажи5 вания, а также в технике обработки материалов энергией электромагнитных полей, что связано с объемным нагревом этих материалов. 10

Цель изобретения — расширение температурного диапазона термоиндикаторного состава.

Предлагаемый термоиндикаторный состав, включающий термочувствительное вещество и воду, содержит в качестве термочувствительного вещества водорастворимую соль кобальта и хлорид щелочных или щелочноземельных металлов при следующем соотношении компонентов, мас.X

0,01 — 35

Соль кобальта

Хлорид щелочных или щелочноземельных металлов

Вода

Остальное

Термоиндикаторный состав может дополнительно содержать .агар-агар или какое-либо другое вещество, образую щее прозрачный гель, в количестве 2

3 мас,X.

В качестве солей кобальта целесообразно использовать наиболее доступные и простые соли типа СоС1, CoS04, 35

Co(NO ), в качестве хлоридов щелочных или щелочноземельных металлов— соединения типа LiC1, КС1,. NaC1 и

СаС1

П р и и е р. В качестве водораст- 40 воримого соединения кобальта был использован хлористый кобальт СоС1, а в качестве хлорида щелочного металла — хлористый литий LiC1.

Охлаждение составов с высокой кон- 45 центрацией LiC1 ниже -20 С увеличи вает его вязкость вплоть до отвердевания при температуре ниже -80 С с сохранением прозрачности. Для устранения переноса тепла путем конвекции 50 при температурах вьппе зоны отвердеваиия удобно пользоваться составом в виде геля.

Состав готовят следующим образом.

В виде раствора.

1 г состава, включающего 15 мг

СоС11, 370 мг LiC1 (безводные соли) и 615 мг воды (соотношение компонентов 1,5; 37 и 61,5% соответственно), 0 заливают в стеклянный пузырек с внутренним диаметром 15 мм. При комнатной температуре состав представляет собой прозрачную жидкость синего цвета.

Пробирку с.составом погружают в жидкий азот на 1 мин, затем вынимают ее и наблюдают изменения цвета соста" ва. Периферия объема за исключением верхней поверхности, контактирующей с воздухом, окрашена в пурпурный цвет, что указывает на то, что она охладилась до -100 С или ниже. Середина объема окрашена в фиолетовый цвет, свидетельствующий о том, . что температура в этом месте не ниже

-60 С ° С момента начала наблюдения можно видеть, как объем, окрашенный в фиолетовый цвет,-постепенно приобретает пурпурный цвет в направлении от периферии к центру. Через 10 "

15 с весь объем становится равномерно окрашенным в пурпурный цвет, что свидетельствует о том, что температура объема выравнялась. Через некоторое время объем постепенно начинает синеть и в конце концов возвращается в исходное состояние, В виде геля.

В стеклянный стакан заливают горячий состав, включающий 0,5 r СоС1 (0,5X), .20 г LiC1 (20X), 2 г агаро- зы для гельэлектрофореза (27) .и

77,5 г воды (77,57), охлаждают до комнатной температуры и получают прозрачный гель темно-розового цвета.

Стакан ставят в камеру СВЧ печи типа - Электроника.-502", устанавливают ре-. жим нагрева "1,0" и экспозицию 1 мин, Запускают нагрев и после выключения печи наблюдают изменения цвета состава. Можно видеть, что почти весь его объем за. исключением верхнего и нижнего слоев, равномерно окрашен в темно-розовый цвет с фиолетовым оттенком, свидетельствующий, что темпео ратура объема не превьппает 40 С. В верхних и нижних слоях объема наблюдается усиление фиолетового цвета до сине-фиолетового, что указывает.,на то, что температура здесь достигла

50 С. В нижнем слое наблюдаются три пятна, окрашенные в сине-фиолетовый цвет, расположенные по окружности о стакана под углом 120 . Через некоторое время сине-фиолетовый цвет блед" . неет и образец принимает исходный вид, 1326910

0,01 — 35

Таблица!

Цвет термочувствительного состава при соотношении. компонентов,мас.й

Т,ос

СОС12 — 0115 СОС12 — 1,5

LiC1 — 37 LiC1 — 37

P. Π— 62,85 Н О вЂ” 61,5

СоС1 — 0,01

LiC1 — 37

Н О вЂ” 62,99

СоС1 — 15

LiC1 — 45

Н,Π— 40

-10 Зеленовато-голу-20 бой

Голубой

То же

Синий

То же

-30 Светло-голубой

-40 Бледно-розовый

Фиолетово-синий

Голубов атофиолетовый

Светлофиолетовый

-50 Бледно-розовый

Синеватофиолетовый, -60 Бесцветный

Фиолетовый

Роэоватофиолетовый

-70

Розовато-фиолетовый

Голубоватороэовый

То же

-80

Красноватофиолетовый

Розовый

Синевато-пурпурный

-90

То же

Темно-синий

Пурпурный

-100

В табл. 1 и 2 приведены цветотем-, пературные характеристики термоиндикаторного состава при различных концентрациях ингредиентов.

Как видно из таблиц, диапазон температур, в котором происходит измене" ние цвета состава, равен 50-70 С, а диапазон температур индикации от

-196 до 100 С при сохранении прозрач- 1ð ности во всем диапазоне исследованных температур. Точность визуального определения температуры не превышает

+ 10 . Однако она может быть значительно повышена путем применения фотометрической аппаратуры. Поскольку изменения цвета состава полностью обратимы, его можно использовать многократно.

Ф о р м у л а .и з о б р е т е н и я

1. Термоиндикаторный состав, включающий термочувствительное вещество и воду, о т л и ч а ю щ и и с.я тем, 25 что, с целью расширения температурного диапазона, в качестве термочувстI вительного вещества он содержит водорастворимую соль кобальта и хлорид щелочного или щелочноземельного металла при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Соль кобальта

Хлорид щелочного или щелочноземельного металла 1-45

Вода Остальное

2. Состав по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве водорастворимой соли кобальта он содержит СоС1 илй CoSO или Co(NO>)< .

3. Состав по п,1, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве хлорида щелочного металла он содержит

LiCl.

4. Состав по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве хлорида щелочноземельного металла он содержит СаС1„. 1326910

Продолжение табл. 1

Т,оС

CoCl — !5

LiCl - 45

НО -40

СОС12 — 0,15 СОС12 1.5 LiCl - 37 LiCl — 37

Н20 — 62,85 Н20 — 61,5

CoCl2 — 0,01

LiCl — 37

Н20 — 62,99

Пурпурный

То же

Темно-синий

То же

-ll0

Темно-синий с фиолетовым оттенком

-!60

Темно-фиолетовый

-170 с синим оттенком

-196

Темно-фиолетовый с красным оттенком

Т а б л и ц а 2

Т С

Со C1 — 5

2 ис1 — 3О

НО -65

CoC1 — 5

LiC1 - 20 но

Со С12 — 5

LiC1 — 25

НО -70

Синий

Голубой

80 Синий

Синий

70 То же

То же

То же

То же

Фиолетовоголубой

Голубовато фиолетовый

Светло-фиолетовый

Фиолетовосиний

Роэово-фиолетовый

Синеватофиолетовый

Голубоватороэ овый

Фиолетовый

Фиолетовосиний

-120

-130

-140

-150

Цвет термочувствительного состава при соотношении компонентов,мас.X

Цвет термочувствительного состава при соотношении компонентов,мас.Е

СоС12 — 0,5

Li Сl — 20

Агароэа — 2 н,о — 77,5

1326910

Продолж%ение табл. 2

Цвет термочувствительного состава при соотношении компонентов мас.Z

Т, С

10 Синий

Синеватофиолетовый

Красновато- Розовый фиолетовый

0 Фиолетовосиний

Синеватопурпурный

Фиолетовый

То же

-10 Синевато-. фиолетовый

Пурпурный

Красноватофиолетовый

-20 Фиолетовый

Синеватопурпурный

То же

"30 Красноватофиолетовый

Пурпурный

-40 Синеватопурпурный

То же

-50 Пурпурный

-60

То же

Составитель В.Голубев

Те хред А. Кравчук

Корректор А.Тяско

Редактор А.Ревин, Заказ 3272/36 Тираж 776 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

СоС1 - 5

LiC1 — 30

НО -65

СоС1 - 5

ЫС1 - 25

HO -70

CoCl - 5

LiC1 - 20

НО -75

CoCl - 0;5

LiCl - 20

Агароза - 2

Н 10 " 77,5