Теплоэлектрический преобразователь давления Советский патент 1987 года по МПК G01L21/12 

Изобретение относится к вакуумной технике, а именно к приборам для измерения давления разреженного газа, и может быть использовано в различном вакуумном оборудовании для измерения давления в области низкого и среднего вакуума.

Целью изобретения является новыше- ние чувствительности и уменьшение инерционности.

На чертеже схематически изображен преобразователь давления, общий вид,

В корпусе 1 на электрических вводах с помощью проволочных стоек 2 с Кзоляторами закреплен нагреватель 3 в виде отрезка проволоки из никеля. К средней точке нагревателя присоединен радиатор 4 из тонкой никелевой фольги. К радиатору 4 присоединены в средних точках две проволочные ветви термопары 5, выполненные из сплавов хромель и копель. Чувствительный элемент, состоящий из радиатора 4 и термопары 5, за счет применения очень тонкой металлической фольги для изготовления радиатора и тонкой проволоки для изготовления термопары имеет малую массу, что обеспечивает низкую инерционность преобразователя. Использование радиатора с относительно шой площадью поверхности позволяет при этом получить чувствительность, достаточную для измерения давления . В отличие от известных термопарных преобразователей горячий спай термопары выполнен не на концах, а в средних точках проволочек из сплавов хромель и.копель. Таким образом термопара имеет не два., а четыре холодных конца.

Для обеспечения тепловой устойчивости преобразователя между тепловыми потерями чувствительного элемента вследствие излучения и вследствие

15

20

зователе способствует достижению необходимой величины этого соотношения, так как тепловые потери через вводы вдвое вьше, чем при наличии двух кон- цов. Для повышения стойкости преобразователя к внешним механическим воздействиям верхняя часть держателя через опорный изолятор 6 прикреплена к стержню 7, присоединенному к корпусу. Терморезисторный чувствительный элемент 8 выполнен в виде проволочной петли V-образной формы, плоскость которой совмещена с осью корпуса. Средняя часть петли через изолятор 6 также присоединена к стержню 7. Такая конструкция обеспечивает высокую механическую проч- HOCTI- терморезисторного чувствительного элемента и всего преобразователя .

Использование терморезисторного чувствительного элемента значительно увеличивает чувствительность преобразователя при измерении повышенных давлений. За счет этого верхний предел измерения возрастает до 4-10 Па, а также создается возможность индика- ции более высоких давлений, вплоть до атмосферного. Измерение преобразо- боль- вателем давлений ниже Па производится в режиме постоянства тока нагревателя, который подводится от измерительного блока вакуумметра. При измерении давления меняется темпера- 35 тура нагревателя, а следовательно, и термоЭДС термопары, по величине которой определяется давление. Для измерения давления выше Па резис- торный чувствительный элемент 8 вклю- 40 чается в одно из плеч моста резисторов измерительного блока вакуумметра. Изменение давления в преобразователе приводит к изменению температуры чувствительного эле25

вода тепла через вводы должно сущест- мента, а следовательно, и к на- вовать некоторое соотношение. Исполь- рушению заданного разбаланса моста, зование радиатора с относительно боль- Блок изменяет напряжение питания чув- шой площадью поверхности ведет к уве- ствительного элемента настолько, что

личению потерь на излучение, а применение термопары из тонкой проволоки ( 0,025 мм) - к уменьшению потерь через вводы. При этом соотношение между указанными видами тегШовых потерь, характерное для преобразователя без радиатора, резко изменяется в сторону преобладания потерь на излучение. Наличие четырех холодных концов термопары в предлагаемом преобраразбаланс остается на прежнем уровне.

50 Напряжение питания зависит от давления в преобразователе, и по его величине определяют давление.

Высокая чувствительность при измерении дониженных давлений и уменьшен55 ная инерционность предлагаемого преобразователя по сравнению с известными дают возможность использовать его в автоматизирова нных вакуумных сие темах, заменив в ряде случаев недолговечные при среднем вакууме и оказывающие влияние на давление и состав остаточных газов ионизационные преобразователи давления. Высокая чувствительность при измерении повышенных давлений позволяет одновременно использовать преобразователь для осуществления коммутаций вакуумных систем технологических установок, работающих при повышенных давлениях например, для плазменного напыления, плазменного и плазмохиьгаческого травления и т.п.)..

Формула изобретения

Теплоэлектрический преобразователь давления, содержащий корпус с электрическим токовводом, к контактам кото. рого прикреплен держатель с закреппенч20 мопары.

ным на нем чувствительным элементом, состоящим из проволочного нагревателя, двух ветвей проволочной термопары и радиатора в виде полоски фольги,

отличающийся тем, что, с целью повьшения чувствительности и уменьшения инерционности, он снабжен терморезистором, выполненным в виде проволочной петли V-образной формы,

плоскость которой совмещена с осью корпуса, концы петли прикреплены к соответствующим контактам токоввода, а середина через изолятор соединена с верхней частью держателя, при этом

два холодных конца каждой ветви термопары закр еплены на держателе, а средние части ветвей термопары соединены с радиатором и с нагревателем, установленным симметрично ветвям тер

Изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано в вакуумном оборудовании для измерения давления в области низкого и среднего вакуума. Цель изобретения повышение чувствительности и уменьшение инерционности преобразователя. Терморезистор 8 выполнен в виде проволочной петли V-образной формы, серединой соединенной через изолятор 6 с держателем 7. Концы петли прикреплены к соответствующим контактам то- коввода. При изменении давления в преобразователе меняется температура терморезистора 8, что приводит к нарушению заданного разбаланса моста измерительного блока. Изменение напряжения питания блока определяет величину давления. При измерении пониженного давления его величина определяется по изменению ЭДС термопары 5, средние части ветвей которой соединены с радиатором 4 и нагревателем 3, а холодные концы каждой ветви закреплены на держателе 7. 1 ил. и сл 1 : о со 00 О5 О5