Способ изготовления батареи термопар

 

Назначение: предназначено для использования в качестве термоэлектрических габаритных преобразователей теплового потока. Цель изобретения - упрощение изготовления . Сущность изобретения: после намотки на каркас укладывают теплоизоляцию на половину каркаса, образуют на проводнике участки с различной кристаллической структурой путем термообработки нетеплоизолированных участков проводника до изменения первоначального фазового состояния , после чего удаляют теплоизоляцию . 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .

РЕСПУБЛИК

<яи Н 01 L 35/34

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4789180/25 (22) 05.02.90 (46) 07.02.93. Бюл, № 5 (71) Иркутский государственный педагогический институт (72) А.И.Ушаков„В.Г.Казаков и В.Н.Голобородько (56) Савинский Ю.В. и др. Измерительная техника, 1978, ¹ 1, с. 71-73.

Авторское свидетельство СССР . ¹ 545021, кл. Н 01 35/34, 1975. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАТАРЕИ

ТЕРМОПАР

Изобретение относится к технике ба"тарей термопар, используемых в качестве термоэлектрических батарейных преобразователей теплового потока для измерения температур или для получения электроэнергии.

Известны способы изготовления батареи термопар нанесением покрытий на термо: электродный провод путем гальванического осаждения на оголенные участки другого материала. Их недостатком является слож. ность изготовления батареи термопар (1).

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления батареи термопар путем намотки термоэлектродной проволоки йа каркас, предварительно укладывая на него дополнительный изолированный провод, и проведения после. этого гальванического нанесения второго термоэлектрода в . струе электролита, позволяющий создать спай электродов на строго заданном участ„„Sly 1793493 А1. 2 (57) Назначение: предназначено для использования в качестве термоэлектрических габаритных преобразователей теплового потока.

Цель изобретения — упрощение изготовления. Сущность изобретения: после намотки на каркас укладывают теплоизоляцию на половину каркаса, образуют на проводнике участки с различной кристаллической структурой путем термообработки нетеплоизолированных участков проводника до изменения первоначального фазового состояния, после чего удаляют теплоизоляцию. 1 з.п, ф-лы, 2 ил. ке. Недостатком способа является сложность изготовления батареи термопар, связанная с трудоемкостью операции по гальваническому нанесению второго элемента.

Цель изобретения — упрощение I1poцесса изготовления. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления батареи термопар путем намотки термоэлектродной проволоки на каркас, термоэлектродную проволоку переводятв однофаэное состояние, наматывают ее на каркас непосредственно с последующей укладкой теплоизоляции на половину каркаса, формируют чередующиеся участки c ðàçëè÷íîé кристаллической структурой путем термообработки другой половины и удаляют теплоизоляцию. При этом термообработку проводят до температуры окончания фазового перехода.

1793493

Заявляемый способ отличается от извест- скую структуру имеет материал в исходный ного тем, что на половину каркаса с намотан- момент: низко-(ОЦК решетка) или высоконой на него термоэлектродной проволокой, температурную (ГЦК решетка). Если в перпереведенной в однофазное состояние, на- воначальном состоянии проводник имеет носят теплоиэоляцию, которую удаляют по- 5 низкотемпературную кристаллическую сле проведения термообработки другой структуру, тодля получениялокальныхучаполовины до температуры окончания фазо- стков с высокотемпературной кристаллической структурой эти участки нужно

При этом отпадает необходимость в йс- кратковременно нагреть до гемперэтуры пользовании материала на второй элемент 10 полного фазового перехода, например ОЦКи не нужно проводить трудоемкую опера- -+ГЦК. Как:правило, всплавахжелезаэтатемцию по гальваническому нанесению этого пература порядка 500-600"С. Например, для сплава 30 мас. $ Ni и 70 мас. Fe она о

Использование полиморфных сплавов; равна 550 С. испытывающих фазовые превращения, по- 15 Если же проводник в первоначальный зволяет получить термобатареи в виде неог- момент имеет высокотемпературную (ГЦК) раниченного количества термоэлементов," решетку, то для получения локальных участсоединенных последовательно. ков с низкотемпературной (ОЦК) модификаНа фиг, 1 показан пример технического цией, эти участки необходимо охладить до исполнения предлагаемой термобатареи. 20 температуры, обеспечивающей максимальПроводник из полиморфного сплава 1 изо- ный ГЦК ОЦК фазовый переход. Как правигнут в виде спирали таким образом, что ло, достаточно охладить участки проводника . переходные области 2 между участкамй с иэ сплавов на основе железа до температувысокотемпературной 3 и низкотемпера- ры кипения жидкого азота (78 К). Эксперитурной 4 фазами поочередно находятся ли- 25 ментально показано, что на величину ЭДС бо у нагревателя 5, либо у холодильника 6. не влияет как осуществляется перевод в

ТермоЭДС, возникающая йа концах про- другую фазу локальных участков: поочередводника за счет разницы температур нагре- но или одновременно всех. Этот факт позвовэтеля и холодйльника, регистрируется ляет упростить технологию и получать прибором 7. При подключении нагрузки 8 в 30 одновременно любое требуемое количество цепи протекает термоток. участков с разными фазовыми составами.

Для создания батареи в проводнике 1 НавеличинутермоЭДСсущественноевлиянеобходимо образовать последователь- ние оказывает полнота фазового перехода; ность чередующихся областей с низкотем-. чем больше количество новой фазы (полнее пературной 4 и высокотемпературной 3 35 фазовый переход),тем вышетермоЭДС. фазами, которые составляют ряд последо- Рассмотрим способ изготовления батавательно включенных термоэлементов и реитермопарс использоаанием проволоки между которыми отсутствуют соединения сплава 30 й! — 70 Fe. Для получения как таковые.. однофээного состояния (ГЦК вЂ” структуры), Полученная таким путем батарея термо- 40 необходимого для. обеспечения максимальпар представляет собой бесконтактный нойполнотыфазовогоперехода, проволоку проводник неограниченной длйны и произ- отжигают при температуре не менее 973 К и вольного сечения, изготовленный из пол- охлаждают. При комнатнойтемпературеее иморфного сплава на основе железа, наматываютспирально на каркас 9, половиимеющий определенным образом чередую- 45 ну которого теплоизолируют, для чего пощиесяучасткисразличнойкристаллической верх намотанной проволоки плотно структурой. Таким образом на концах изо- укладываютмеднуюфольгу10степлоизолягнутого проводника при нагреве первой ционной тканью 11, а вторую половину опу" группы переходныхобластейиохлаждения скают в жидкий азот (охлаждают до второй возникает термоЭДС, величина ко- 60 температуры 78 К) (фиг. 2). Охлаждение до торой зависит от числа термоэлементов и этой температуры обеспечиваету- аперерэзности темйерэтур нагревателя и холо- ход, s половине каждого витка спиральной дильника. При этом необходимо учесть, что намотки и чередование участков с у- и а-. температуры нагревателя и холодильника фазами, образующих элементы термопар, не должны выходить из интервала стабиль- 55 соединенные последовательно. После возности низко- и высокотемпературной фаз. действия холодом теплоиэоляцию удаляют, Участки с различной кристаллической Предлагаемый способ отличается от структурой проводника из полиморфного ныне известных технологичностью, что по- . сплава можно получить двумя способами в зволяет автоматизировать производство зависимости от того, какую кристалличе1793493 использования химических реактивов и дает воэможность получать в эксплуатации бесконтактные термобатареи. термобатареи с любым количеством термопар: не требует больших энергетических затрат; экологически чист, так как не требует

Фиг. 1. йш . 2.

Составитель А. Ушаков

Редактор Г. Федотов Техред М. Моргентал Корректор Е. Папп

Заказ 508 Тираж 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

Формула изобретения

1. Способ изготовления батареи термопар путем намотки термозлектродного проводника на каркас, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения изготовления, после намотки на каркас укладывают теплоизоляцию на половину каркаса, образуют на проводнике участки с различной кристаллической структурой путем термообработки нетеплоизолированных участков проводника до изменения первоначального фазового состояния, после чего удаляют теплоизоляцию.

2. Способ йо и. 1, отличающийся тем, что, с целью получения максимального значения термоЭДС, термоэлектродный проводник изготавливают из полиморфного сплава на основе железа.