Датчик теплового потока

 

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность измерения в локальных зонах. Электроды термоэлектрической батареи выполнены из одного сплава, при следующем соотношении компонентов: железо 3-14, мас.%, алюминий - остальное, но имеют различную структуру - кристаллическую и с квазикристаллическими, икосаэдрическими включениями (КИВ) в количестве более 10 об.%. Снижение величины зерна в AL-FE сплаве позволяет значительно сократить размеры датчика. Наличие в электродах термопар, образующих термоэлектрическую батарею, КИВ приводит к повышению термоэлектрической и временной стабильности.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я)з G 01 К 17/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4417440/24-10 (22) 23.02.88 (46) 23,12.90. Бюл. N 47 (71) Институт металлофизики АН УССР (72) М.Е.Гуревич, M.Â,Èòêèí, Л.Н.Лариков и

О.А. Ш матка (53) 536.629,7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1267176, кл, G 01 К 17/08, 1982.

Состояние и перспективы развития средств измерения температуры контактными и бесконтактными методами. Тезисы докл. Всесоюзная научная конференция

"Температура-84.". — Львов, 1984, т. 1, с. 39, (54) ДАТЧИК ТЕПЛОВОГО ПОТОКА

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для измерения нестационарных тепловых потоков.

Цель изобретения — повышение точности измерения в локальных зонах объектов.

Содержание железа в сплаве Al — Fe менее 3 мас.7 не позволяет получить структуру с квазикристаллическими включениями в количестве„необходимом для возникновения стабильной термоЭДС. Содержание железа более 14 мас. приводит к резкому снижению термоэлектрической стабильности батареи из-за уменьшения термической стабильности сплава в связи с тем, что часть железа в нем сегрегирует на границах зе-. рен.

Исходный сплав для термобатареи датчика выплавляют в индукционной печи в атмосфере аргона. Выплавленный сплав

„,. Ж„„1615572 А1 (57) Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность измерения в локальных зонах. Электроды термоэлектрической батареи выполнены из одного сплава, при следующем соотношении компонентов; железо 3-14 мас.0(,, алюминий — остальное, но имеют различную структуру — кристаллическую и с квазикристаллическими, икосаэдрическими включениями (КИВ) в количестве более 10 об.70. Снижение величины зерна в А1-Fe сплаве позволяет значительно сократить размеры датчика. Наличие в электродах термопар, образующих термоэлектрическую батарею, КИВ приводит к повышению термоэлектрической и временной стабильности. закаливают из расплава на медном диске, вращающемся со скоростью 20,5-50,3 м jc.

Из полученной таким образом квазикристаллической заготовки навивают спираль.

Участки спирали подвергают нагреву до температуры 450 С для образования кристаллической структуры, получая в результате чередующиеся участки с кристаллической структурой и участки, содержащие квазикристаллические, икосаэдрические включения (КИВ), Содержание КИВ менее 10 об. не приводит к возникновению стабильной термоЭДС в батарее. Количество включений контролируется рентгеновским методом.

Наличие в участках электродов термопар, из которых состоит термоэлектрическая батарея, КИВ приводит к повышению термоэлектрической и.временной стабильности из-за аномально высокой термической стабильности сплава.

1615572

Составитель Н.Соловьева

Техред M.Moðãåíòàë Корректор Л.Пилипенко

Редактор Е.Папп .

Заказ 3981 Тираж 496 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул.Гагарина, 101

При измерении. теплового потока термобатарея датчика, электроды которой образованы из одного материала (металлического сплава), но находящегося в различных структурных состояниях, генерирует термоЭДС, пропорциональную градиенту температур между горячим и холодным спаями термопар, составляющих термобата-! рею. ТермоЭДС регистрируется измерительным прибором.

Количество измерительных элементов на единицу длины в датчиках, образованных электродами из однородного по составу материла, находящихся в различном структурном состоянии, определяется величиной . зерна в сплаве. Микроструктурное исследование позволило установить, что величина зерна в сплаве для данного датчика составляет 0,01-0,5 мкм, в связи с чем датчик обладает высокой чувствительностью за счет возможности увеличения количества термопар на единицу длины. Снижение величины зерна в А! — Fe сплаве позволяет значительно сократить размеры датчика, благодаря чему он может быть использован для измерения в локальных зонах различных объектов в интервале температур 20-540 С.

Формула изобретения

Датчик теплового потока, содержащий термоэлектрическую батарею из однород- ного по составу металлического сплава, 10 электроды которой образованы участками, находящимися в различном структурном состоянии, при этом структура одних участковкристаллическая, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измере15 ния в локальных зонах объектов, в нем термоэлектрическая батарея выполнена из сплава Al — Fe при следующем соотношении компонентов,мас, :

Fe 3-14

20 Al Остальное а в структуре вторых участков электродов образованы квазикристаллические включения в количестве более 10 об, .