Термодатчик и способ его изготовления

 

Союз Советскмк

Соцналнстическик

Реслублнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОНУ СВ ТЕЛЬСТВУ о 1>800698 (61) Дополнительмое к авт. свмд-ву— (22) Заявлено 120778 (21) 264 3908/18-10 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет (511М. Кл.3

G 01 К 7/16

Государстаеяный комнтет

С С С P оо делам нзобретеннк я открнтям

Опубликовано 3001.81. Бюллетень 89 4 (53) УДК 536.53 (088.8) Дата опубликования описаммя 3003 81

P2) Авторы изобретения

Е.В. Шатковский, И,С. Щеткин и И.И. Ягминас

Ордена Трудового Красного Знамени инстит физики полупроводников AH Литовской (71) Заявитель (54) ТЕРМОДАТЧИК И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Изобретение .относится к температурным измерения, а именно к термодатчикам, действие которых основано на изменении сопротивления при изменении температуры.

Известен термодатчик, в котором используется свойство вещества скачком изменять свое сопротивление при фазовом переходе вещества вследствие изменения его температуры (1)

Однако этор термодатчик имеет лишь одно значение температуры, при котором происходит резкое изменение его сопротивления.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является термодатчик, содержащий баллон с электродами и чувствительным элементом, в качестве которого используется электролит (2).

Недостатком термодатчика является то, что он имеет одну точку срабатывания, соответствующую моменту прохождения температуры через точку фазового перехода электролита.

Цель изобретения — расширение диапазона измерения температуры.

Поставленная цель достигается тем, что чувствительный элемент выполнен из эвтектики натрия в ваеяаке,нанесенной на внутреннюю поверх ность баллона, причем термодатчик изготавливают путем наполнения баллона раствором натрия в жидком аммиаке, содержащем исходные компоненты.при следующем количественном соотношении, вес.Ъ:

Жидкий аммиак 2-9,3

Натрий 90,7-98 и охлаждения баллона в жидком азоте в течение 20-30 мнн.

На фнг. 1 изображен термодатчик, разрез, на фиг. 2 — температурная зависимость сопротивления термодатчика.

Термодатчик содержит баллон 1 (корпус), электроды 2 и 3, чувствительный элемент 4,представляющий собой слой эвтектики натрия в аьвтиаке, получаеввяй путем охлаждения раствора в ааееиаке 5 заполняющего баллон °

Раствор натрия в жидком аьвюиаке .представляет собой специфический электролит, в котором катионами являются ионы натрия, а анионами автолокализованные электроны. При опускании баллона с раствором в жидкий азот в растворе возникает градиент температуры, вызывающий термодиф800698 фузию ионов натрия и электронов к периферии. В результате этого на внутренних стенках баллона, в виде слоя 4, выпадает эвтектика натрия в аммиаке, обуславливающая последую щие характеристики устройства.

Сразу после опускания в жидкий азот устанавливается весьма малое значение сопротивления (точка 6 на фиг. 2). Конкретная его величина зависит от геометрических размеров баллона. С повышением температуры от 77,4 до 120ОK наблюдается посте-, пенное увеличение сопротивления (область 7 на фиг. 2). Затем оно резко возрастает на несколько порядков и высокоомное состояние сохраняется )5 до 162 К (область 8), Увеличение сопротивления обусловлено коагуляцией первоначального сплошного слоя эвтектики в гранулы и нарушением, вследствие этого, его связности. ;@

При 162 К точки плавления эвтектики гранулы плавятся и сливаются. Неразрывность слоя эвтектики восстанавливается. В результате сопротивления датчика падает до первоначально малой величины и сохраняется до 195ОК (область 9). При 195 К и выше опять наблюдается резкое увеличение сопротивления в связи с плавлением твер- дого аммиака (область 10). Обратный проход того же температурного интер-, 30 вала сопровождается скачками сопротивления лишь в точках затвердевания аммиака (195 К) и эвтектики (162 К) причем в области температуры 162 К . наблюдается сдвиг положения скачка 35 на 1-2 град в сторону более низкой температуры. С дальнейшим понижением температуры сохраняется высокоомное состояние (область 9). Последующие проходы в любом направлении 40 вдоль температурной шкалы сопровождаются изменениями сопротивления между областями 8-9 и 9-10. Эти скачки сопротивления используются в качестве сигнала термодатчика.

После подключения к источнику питания. термодатчик способен выдавать электрические сигналы, обусловленные резким изменением его сопротивления при 160 и 195О К.

Предлагаемый термодатчик может быть применен как для сигнализации о каждой температурной точке в отдельности, так и для сигнализации о нахождении температуры в интервале 160-195ОK.

Формула изобретения

1. Термодатчик, содержащий баллон с.электродами и чувствительным элементом, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения температуры, чувствительный элемент выполнен из эвтектики натрия в аммиаке, нанесенной на внутреннюю поверхность баллона.

2. Способ изготовления термодатчика по п. 1, заключающийся в наполнении баллона раствором натрия в жидком аммиаке, отличающийся тем, что баллон с раствором, содержащем исходные компоненты при следующем количественном соотношении, вес.Ъ:

Жидкий аммиак 2-9,3

Натрий 90,7-98 охлаждают в жидком азоте в течение

20-30 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шефтель И.T. Терморезисторы.

М., "Наука", 1973, с. 382.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 222698, кл. С 01 К 11/00, 15.08.66 (прототип).

800698

Составитель В. Куликов

Техред А ° Ач Корректор Г. Наэарова

Редактор Ю. Ковач

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная; 4

Закаэ 10400/50 Тираж 918 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений.и открытий

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