Способ крепления термопар Советский патент 1985 года по МПК G01K7/02 G01N25/00 

00 0

со

1

Изобретение относится к теплотехнике и материаловедению, а именно к способам измерения температур контактными методами, и преимущественно может быть использовано для регистрации температур фазовых превращений в металлических материалах при их охлаждении и нагреве в твердом состоянии.

Известен способ крепления термопар, состоящий в зачеканивании рабочего спая термопар на поверхности исследуемого объекта ij .

Недостатком такого способа является сравнительно низкая точность определения температуры, обусловленная термосопротивлением перехода: поверхность объекта - рабочий спай термопары. Кроме того, способ имеет ограниченные эксплуатационные возможности, так как его нельзя использовать по назначению для изделий из хрупких материалов, а также для изделий со строго ограниченными параметрами по толщрне и изделий, подвергаияцихся в процессе эксплуатации циклическим нагрузкам.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемсму является способ крепления термопар, состоящий в том, что рабочий спай термопары прщваривают к измеряемой поверхности точечной сваркой и размещают термоэлектроды вдоль поверхности, причем термоэлектроды только на некотором расстоянии от точки измерения выводят перпендикулярно измеряемой поверхности 2.

Однако и этот способ характеризуется погрешностью вносимой в измерение температуры поверхности исследуемого объекта, обусловленный изменением структуры материала объекта вблизи рабочего спая термопары, -которое, происходит в процессе точечной сварки, что влияет на точность измерения температур фазовых превращений в металлических материалах в твердом состоянии, например, при измерении температур мартенситных превращений в материалах с памятью формы, поскольку термопара в этом случае в первую очередь реагирует на температуру искаженной структуры материала в зоне термического влияния, а не на температуру: основного материала, имеющего

618292

строго фиксированную для того или иного превращения структуру.

Цель изобретения - повышение точности определения температуры исследуемого материала путбм уменьшения влияния образуемой в процессе точечной сварки зоны с иной, чем У основного материала структурой и свойствами.

10 Поставленная цель достигается тем, что согласно способу крепления термопар при исследовании фазовых превращений в металлических материалах в твердом состоянии, включающему крепление рабочего спая

термопары к поверхности исследуемого материала точечной сваркой, производят отжиг исследуемого материала совместно с приваренной к

20 нему термопарой при температуре образования равновесной структуры материала.

Сущность изобретения состоит в том, что в процессе отжига образуется равновесная структура всего материала исследуемого объекта, т.е. происходит исправление иска хсенной структуры материала вазоне термического влияния. После провед ения такой термической обработки

рабочий спай термопары контактирует уже с материалом равновесной структуры и поэтому сама термопара с большей точностью фиксирует тем5 пературы начала и конца структурных и фазовых превращений в материале исследуемого объекта.

При исследовании закономерностей проявления эффекта памяти формы в

0 отечественных сплавах на основе никелида титана (сплавы типа ТН-1 к ТН1-К) экспериментально установлено, что точность определения температур мартенСитных превращений в

5 сплавах с использованием предложенного способа крепления термопар существенно вьше, чем при использовании известных способов их крепления. Кроме того, термические кривые

0 (изменение температуры образца по

времени .непрерывно записывалось автоматическим электронным потенциометром на ленту) при нагреве и охлаждении исследуемого материала являются

5 наиболее устойчивыми и четкими (существенно упрощается термический анализ и обработка экспериментальных результатов) именно при использоваНИИ предложенного способа крепления термопар. Способ осуществляют следунлцим образом. К центральному участку рабочей стандартного образца лопаточного типа, изготовленного из сплава ТН-1, приваривают точечной сваркой рабочий спай хромель-копёлевой термопары. Затем образец вместе с приваренной термопарой отжигают при 500°С в течение 1 ч, так как такой отжиг является наиболее оптимальным для данных сплавов с точки зрения образования равновесной структу ры, предрасполспкенной к проявлению памяти в материале. Образец размещают в захватах промьшленной установки ВПК-tl, снабженной муфельной печью. Концы термопары соединяют с входом усилителя электронного автоматического потенциометра Э1Ш-09. Фиксируют изменение температуры образца во времени при его нагреве и охлаждении. Для данного сплава интервал прямого мартенситно 29-4 го превращения составил 338-313 К, обратного - 368-378 К. Эти резуЛЬтаты совпадают с результатами, полученными для этого же сплава дилатометрическим методом. При определении интервалов температур мартенситных превра1цений с помощью термсшар, закрепленных на тщастинке и термопар, приваренных, но не отожженных, погрешность составляла 5-8 град. Таким образом, предложенный способ позволяет повысить точность определения температур структурных (фазовых) превращений в металтгаеских материалах в ходе термического анализа за счет исключения влияния на точность измерения зоны с искаженной структурой и инюю, чем у основного материала, свойствами, которая неизбежно образуетсяпри точечной сварке. Одновременно упрощается расши|)ровка данных термического анализа и количественцая обработка экспериментальных результатов.

СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ТЕРМОПАР при исследовании фазовых превращеНИИ в металлических материалах в твердом состоянии, включа( крепление рабочего спая термопары к поверхности исследуемого материала точечной сваркой, отличающийся тем, что, с целью поиашения точности определения температуры путем уменьшения влияния на точность образуемой в процессе точечной сварки зоны с иной, чем у основного материала структурой и свойствами, производят отжиг исследуемого материала совместно с приваренной к нему термопарой при температуре образования равновесной структуры материала.