Способ изготовления горячего спая термопары для измерения температуры металлической поверхности Советский патент 1988 года по МПК G01K7/02 

00

о lu

Изобретение относится к технологии изготовления термометрических датчиков. Цель изобретения - повышение качества горячего спая термопары. Ка место контакта термоэлектрода и металлической поверхности наносят пасту галлиевого припоя и пропускают ток через термопару, который вызывает нагрев термоэлектрода. Тепло, выделяющееся в горячем спае, нагревает слой пасты галлиевого припоя, прилегающий к термоэлектроду и металлической поверхности, и в зазоре между ними и способствует более быстрому образованию интерметаллических соединений галлиевых сплавов в этом слое. Током, протекающим через термопару, нагревают горячий спай до температуры 100-150°С, что ускоряет процесс затвердевания галлиевого припоя именно в горячем спае термопары. Одновременно с измерением температуры горячего спая измеряют электрическое сопротивление термопары, по которому судят о завершении процесса изготовления термопары. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. to (Л

ел

Изобретение относится к технологии изготовления термометрических датчиков, а именно к способам изготовления горячих спаев термопар,

Цепью изобретения является повьппе ние качества горячего спая термопары

На чертеже изображена схема осуществления способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Во время шлифования образуются микроконтакты - мостики между термоэлектродом и металлической поверхностью и возникает термо-ЭДС термопа ры. Затем на место контакта термоэлектрода и металлической поверхности наносят пасту галлиевого припоя и пропускают ток через термопару. Ток проходит по цепи термопары и вызьша- ет нагрев термоэлектрода, причем в, большей степени тепло выделяется в горячем спае из-за несоверщенства электрического контакта по образованным в процессе щлифовки микроконтак- там - мостикам.

Тепло, выделяющееся в горячем спае, нагревает слой пасты галлиевого припоя, прилегающий непосредственно к термоэлектроду и металлической поверхности, и в зазоре между ними и способствует более быстрому образованию интерметаллических соединений галлиевых сплавов в этом слое. Током протекающим через термопару, нагре- вают горячий спай до 100-150°С, так как при температуре выше 150 С образуются соединения, повьшзающие хрупкость галлиевого сплава. А повышение температуры выше JOO С ускоряет про- цесс затвердевания галлиевого припоя именно в горячем спае термопары,(до единиц десятков минут). Основная же масса припоя затвердевает медленнее (часы) и не образует твердой пленки сплава на металлической поверности, повьппающей инерционность термопары и снижающей качество горячего спая. Кроме того, в процессе затвердевания галлиевый припой увеличи- вается в объеме (до 10%), что способствует хорошему заполнению всех пустот между соединяемыми термоэлектродом и металлической поверхностью. Температура в процессе изготовления спая контролируется по термо-ЭДС термопары. После затвердевания галлиевого припоя остатки пасты галлиевого припоя удвляются с металлическо

поверхности дополнительной шлифовкой и полировкой.

Кроме того, одновременно с измерением температуры горячего спая измеряют электрическое сопротивление термопары, по которому судят о завершении процесса изготовления термопары. Сопротивление термопары в основном определяется сопротивлением его горячего спая (единицы - десятки Ом) в процессе изготовления, которое связано с образованием интерметаллических соединений и затвердеванием сплава, так как удельное электрическое сопротивление пасты галлиевого припоя ниже удельного электрического сопротивления затвердевшего галлиевого припоя. Более точное определение времени завершения процесса oблeг aeт очистку остатков пасты галлиевого припоя и повышает качество горячего спая термопары. .

Пример. Электроизолированный термоэлектрод 1 из окисленной проволоки никеля диаметром 0,25 мм пропускался сквозь отверстие металлической поверхности 2 диаметром 0,27 мм. Металлическая поверхность 2, температура которой подлежала измерению, была изготовлена из стали J2XJ8HJOT. Термоэлектрод 1 запиливали заподлицо с металлической поверхностью 2, шлифовали и полировали вместе с ней шкуркой М2 и пастой ГОИ. Затем на место контакта 3 термоэлектрода J и металлической поверхности 2 наносили галлиевый припой 4 из смеси порошков меди и галлия (фракции 5-JO мм, 30% галлия, 70% меди). Место контакта 3 и галлиевый припой 4 нагревали трижды до температуры в пределах JOO- 150°С, для чего пропускали через термопару ток 0,5; 0,17.и 0,2А для достижения температур соответственно 100, 120 и 150 С, при которых процесс затвердевания галлиевого сплава продолжался 60, 40 и 30 мин. Одновременно измеряли электрическое сопротивление термопары к термо-ЭДС вольтметром В7-23 (не показан), кратковременно отключая ток. По сопротивлению термопары судили о завершении процесса. После чего очищали место контакта 3 от галлиевого припоя 4 шлифованием металлической поверхности 2 шкуркой и полированием пастой ГОИ.

31364905

ормула изобретения

ту то пр пр гр жи то во но

ту галлиевого припоя, нагревают место контакта до температуры 100-150 С пропусканием тока через термопару, при этом контролируют температуру нагрева по термо-ЭДС термопары, выдерживают при указанной температуре место контакта до затвердевания галлиевого припоя, после чегб дополнительно полируют металлическую поверхность.

2. Способ non.J, отличающийся тем, что при нагревании места Контакта измеряют сопротивление термопары, по величине которого судят о завершении процесса затвердевания галлиевого припоя.