Термоиндикаторный состав Советский патент 1987 года по МПК G01K11/14 G01K13/00 

. 113

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для индикации температурных неоднороднос- тей и градиентов в о бъеме, например, в технике замораживания и разморажи- вания, а также в технике обработки материалов энергией электромагнитных полей, что связано с объемным нагревом этих материалов.

Цель изобретения - расширение температурного диапазона термоиндикаторного состава.

Предлагаемый термоиндикаторный состав, включающий термочувствитель- ное вещество и воду, содержит в качестве термочувствительного вещества водорастворимую соль кобальта и хлорид щелочных или щелочноземельных металлов при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Соль кобальта OjOI - 35 Хлорид щелочных или щелочноземельных металлов 1-45 ВодаОстальное

Термоиндикаторный состав может дополнительно содержать .агар-агар ил какое-либо другое вещество, образую- щее прозрачный гельр в количестве 2 3 мас.%.

В качестве солей кобальта целесо- образно использовать наиболее доступные и простые соли типа CoCl, CoS04 CoCNOj); в качестве хлоридов щелочных или щелочноземельных металлов - соединения типа LiCl, КС1, NaCl и CaCl.

Пример. В качестве водораст- зоримого соединения кобальта был использован хлористый кобальт CoCl., , а в качестве хлорида щелочного металла - хлористый литий LiCl.

Охлаждение составов с высокой кон центрацией LiCl ниже -20 С увеличи- . вает его вязкость вплоть до отвердевания при температуре ниже -80°С с сохранением прозрачности. Для устранения переноса тепла путем конвекции при температурах вьше зоны отвердевания удобно пользоваться составом в виде геля.

Состав готовят следующим образом.

В виде раствора.

1 г состава, включающего 15 мг CoCl, 370 мг LiCl (безводные соли) и 615 мг воды (соотношение компонентов 1,5; 37 и 61,5% соответственно).

g о

5

о

0

5 Q

5

О2

заливают в стеклянный пузьфек с внутренним диаметром 15 мм. При комнатной температ уэе Состав представляет собой прозрачную жидкость-синего цвета.

Пробирку с.составом погружают в жидкий азот на 1 мин, затем вьшимают ее и наблюдают изменения цвета состава. Периферия объема за исключением верхней поверхности, контактирующей с воздухом, окрашена в пурпурный цвет, что указывает на то, что она охладилась до или ниже. Середина объема окрашена в фиолетовый цвет, свидетельствующий о том,, что температура в этом месте не ниже . С момента начала наблюдения можно видеть, как объем, окрашенный в фиолетовый цвет, постепенно приобретает пурпурный- цвет -в направлении от периферии к центру. Через 10 - 15 с весь объем становится равномерно окрашенным в пурпурный цвет, что свидетельствует о том, что температура объема вьфавнялась. Через некоторое время объем постепенно начинает синеть и в конце концов возвращается в исходное состояние.

В виде геля.

В стеклянный стакан заливают горячий состав, включающий 0,5 г (0,5%), .20 г LiCl (20%), 2 г агаро- зы для гельэлектрофореза- (2%) .и 77,5 г воды (77,5%), охлаждают до комнатной температуры и получают прозрачный гель темно-розового цвета. Стакан ставят в камеру СВЧ печи типа Электроника-502, устанавливают режим нагрева 1,0 и экспозицию 1 мин. Запускают нагрев и после вьжлючения . печи наблюдают и.зменения цвета состава. Можно видеть, что почти весь его объем за исклзочением верхнего и Hi-шнего слоев, равномерно окрашен в темно-розовьй цвет с фиолетовым оттенком, свидетельствующий, что температура объема не превышает 40 С. В верхних и нижних слоях объема наблюдается усиление фиолетового цвета до сине-фиолетового, что указывает..на то, что температура здесь достигла 50°С, В нижнем слое наблюдаются три . пятна, окрашенные в сине-фиолетовый цвет, расположенн.ые по окружности стакана под углом 120°. Через некото- роз время сине-фиолетовый цвет бледнеет и образец принимает исходный вид. .

313

В табл. J и 2 приведены цветотем- пературные характеристики термоиндикаторного состава при различных концентрациях ингредиентов.

Как видно из таблиц, диапазон температур, в котором происходит изменение цвета состава, равен ЗО-УО С, а диапазон температур индикации от -196 до 100°С при сохранении прозрач- кости во всем диапазоне исследованных температур. Точность визуального определения температуры не превышает + 10. Однако она может быть значительно повьпиена путем применения фо- тометрической аппаратуры. Поскольку изменения цвета состава полностью обратимы, его можно использовать многократно.

Формула .изобретения

1. Термоиндикаторный состав, включающий термочувствительное вещество и воду, отличающийс.я тем что, с целью расширения температурного диапазона, в качестве термочувстЗеленовато-голубой

Светло-голубой

Бледно-розовый

Бледно-розовый

Бесцветный То же - - - ГолубойТо же

Голубовато- фиолетовый Светло- фиолетовый

Розовато- фиолетовый

Голубовато- розовый

Розовый

То же

-100

04

вительного вещества он содержит водорастворимую соль кобальта и хлорид щелочного или щелочноземельного металла при следующем соотношении компонентов, мас.%:

0,01 - 35

1 - 45 Остальное

2.Состав по п.1, о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что в качестве водорастворимой соли кобальта он содержит CoClj или CoS04 или CoCNOj) .

3.Состав по п.1,-0 т л и ч а к) - щ и и с я тем, что в качестве хлорида щелочного металла он содержит LiCl.

4. Состав поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что в качестве хлорида щелочноземельного металла он содержит CaCl.

Таблица

Синий То же Фиолетово-синий

Синевато- фиолетовый.

Фиолетовый

Розовато-фиолетовый

Красновато- фиолетовый

Синевато-пурпурный

Пурпурный

Темно-синий

110 120 130 140 150

160

170 196

60

50

40

30

20

Фиолетово- синий

пурный же

Темно-синий То же

II

Темно-синий

. с фиолетовым оттенком

Темно-фиолетовый

с синим оттенком

Темно-фиолетовый с красным оттенком

Таблица2

Фиолетово- голубой

Голубовато- фиолетовый

Светло-фиолетовый

Розово-фиолетовый

Голубовато- розовый

Цвет термочувствительного состава при соотношении компонентов,мае.Z

- 5 - 30

- 65

CoCl, - 5 LiCl - 25 - 70

10

-10

-20 -30 -40

-50

-60

Синий

Фиолетово- синий

Синевато- фиолетовый

Фиолетовый

Красновато- фиолетовый

Синевато- пурпурный

Пурпурный То же

Синевато- фиолетовый

Фиолетовый

Красновато- .фиолетовый

Синевато- пурпурньй

Пурпурный

То же

Редактор А.Ревин

Составитель В.Голубев ТехредА. Кравчук

Заказ 3272/36 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

- 5 - 20 - 75

CoClj - 0,5 Lid - 20 Агароза - 2 - 77,5

Розовый

То же II

То же

It ft

Корректор А.Тяско

Изобретение относится к термометрии и позволяет расширить температурный диапазон термоиндикаторного состава. Термочувствительное вещество состава содержит, мас.%: 0,01 -35 водорастворимой соли кобальта, а также 1 - 45 хлорида щелочного или щелочноземельного металла остальное - вода. Состав может быть приготовлен в виде раствора или геля. Изменение цвета состава в зависимости от температуры окружающей среды является полностью обратимым, что позволяет использовать состав многок1 атно. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.