Датчик температуры

 

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность измерения в ограниченном объеме при воздействии переменного давления. Внутри полого пьезоэлемента 10 закреплен термопреобразователь 6 из пьезокерамики, закрытый мембраной 2. При измерении температуры на электроды 11 и 12 пьезоэлемента 10 подается напряжение. Увеличиваясь в размере , пьезоэлемент отгибает мембрану 2 от термопреобразователя 6, исключая воздействие на него внешнего давления. Датчик может быть использован для измерения следующих неэлектрических величин: давления и энергии электромагнитного излучения . В последнем случае подачей напряжения на электроды 4,5 открывается электрооптический затвор 3. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 К 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетЕниям и ОткРытиЯм

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4324913/10 (22) 14.09.87 (46) 15,04.91. Бюл. М 14 (71) Специальное опытное проектно-конструкторское технологическое бюро СО ВАСХКИЛ (72) Я.Ф.Олейников (53) 536 53 (088 8) (56) Авторское свидетельство СССР йЬ 1283545, кл. G 01 К 7/00, 1985, Авторское свидетельство СССР

М 295998, кл. G 01 К 7/00, 1970, (54) ДАТЧИК ТЕМПЕРЯТУР61 (57) Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность измерения в ограниченном объеме при воздействии пе„„Я „„1642266 А1 ременного давления. Внутри полого пьезоэлемента 10 закреплен термопреобраэователь 6 иэ пьезокерамики, закрытый мембраной 2. При измерении температуры на электроды 11 и 12 пьезоэлемента 10 подается напряжение. Увеличиваясь в размере, пьезоэлемент отгибает мембрану 2 оТ термопреобразователя 6, исключая воздействие на него внешнего давления, Датчик может быть использован для измерения следующих неэлектрических величин: давления и энергии электромагнитного излучения. В последнем случае подачей напряжения на электроды 4,5 "открывается" электрооптический затвор 3. 1 ил, 1642266

Изобретение относится к термометрии и предназначено для измерения температуры в условиях переменного давления.в ограниченном объеме, Цель изобретения — повышение точности измерения.

На чертеже схематично показан предлагаемый датчик температуры.

Датчик содержит корпус 1 (упругую мембрану 2 с электрооптическим затвором

3 и его электродами (выводами) 4 и 5, термопреобразователь 6 с электродами 7 и 8 и со слоем вещества 9, поглощающего энергию электромагнитного излучения, пьезоэлемент 10 с электродами 11 и 12, основание

13 и электрический разьем 14.

Корпус 1 выполнен полым цилиндрической формы с четырьмя сопряженными по* лостями различного диаметра. Корпус 1 имеет внешнюю резьбу. Ка внешней поверхности корпуса 1 у его основания может быть изготовлена накатка или специальные лыски под ключ (не показано), 3То необхо димо для обеспечения удобства установки датчика на объекте измерения. Мембрана 2 выполнена из полупроводникового материала, например кремния. Пьезоэлемент 10 выполнен в виде полого цилиндра на базе, например, пьезокерамики типа ЦТС, ЦТБ и т,п. Основание 13 выполнено из материала с хорошими диэлектрическими свойствами, например. ситалла или пластмассы. В основании 13 изготовлены отверстия, предназначенные для подключения к контактам электрического разъема 14 (с помощью соответствующих металлических проводников) двух электродов 4, затвора 3, двух электродов 7 и 8, термопреобразователя 6, двух электродов 11-12, пьезоэлемента 10, Термопреобразователь 6 выполнен в виде цилиндра из пьезокерамики на основе, например, титаната бария Ва2Т!Оз, обладающей пироэлектрическим и пьезоэлектрическим эффектом.

Датчик работает следующим образом, К электродам 4,5,7,8,11 и 12 элементов датчика подключаются электрические проводники, например методом термокомпрессионной сварки. Термопреобразователь

6 и пьезоэлемент 10 закрепляются на основании 13, например, при помощи клея, при этом электрические проводники от электродов 7,8 и 11,12 пропускаются через соответствующие отверстия основания 13. Затем основание 13 крепится к корпусу 1, например, при помощи клея на основе эпоксидного компаунда. Аналогично происходит установка мембраны 2. При этом электрические проводники от электродов 4 и 5 пропускаются через отверстия основания 13 и мембрана крепится к корпусу 1 с помощью, например, ситаллоцемента или клея на основе эпоксидного компаунда. Проводники электродов 3,4,7,8,11 и 12 подключаются к контактам разьема 14, например, путем пайки и разъем крепится к основанию корпуса 1.

При изменении температуры на электроды 11 и 12 пьезоэлемента 10 подается напряжение и за счет обратного пьезоэффекта, пьезоэлемент 10 увеличивает свои размеры и исключает воздействие измеряемого давления, как бы "отгибая" мембрану

2 от термопреобразователя 6. За счет теплопроводности мембраны 2 термопреобразователь 6 нагревается от объекта измерения и величина его заряда несет информацию о температуре объекта.

Датчик может быть использован также для измерения давления среды, а также энергии электромагнитного излучения. При измерении температуры электрооптический затвор 3 не пропускает электромагнитное излучение.

При измерении светового потока на электроды 4 и 5 затвора 3 через электрический разъем 14 подается напряжение и "открывает" последний. Световой поток или другое электромагнитное излучение через открытый затвор 3 разогревает термопреобразователь 10. При этом максимальное значение скорости изменения заряда термопреобразователя несет информацию об интенсивности светового потока.

При измерении давления напряжение с затвора 3 снимается, доступ светового потока прекращается, термопреобразователь 6 охлаждается до температуры среды, напряжение с пьезоэлемента 10 снимается и измеряемое давление через мембрану 2 воздействует на термопреобразователь, вызывая появление на электродах 7 и.8 заряда, величина которого несет информацию об измеряемом давлении.

Таким образом, при использовании предлагаемого датчика для измерения неэлектрических величин процесс измере,-ния разделен во времени. Датчик является простым и надежным, а благодаря миниатюрномуу и ьеэокерамическому термопреобразователю, позволяет проводить многофункциональные измерения в труднодоступных местах обьекта, где установка ряда отдельных однофункциональных датчиков невозможна.

Формула изобретения

Датчик температуры, содержащий корпус с установленными в нем термопре1642266

Составитель Н. Соловьева .

Редактор Ю. Середа Техред ММоргентал Корректор М. Пожо

Заказ 1139 Тираж 397 Подписное

ВНИИПИ ГосударСтвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 образователем. выполненным из пироэлектрического материала, и пьезоэлементом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него

5 введена мембрана, эакрепленная по торцу корпуса, а термопреобраэователь размещен внутри пьезоэлемента, выполненного полым.