Способ определения стабильности термоэлектродных проволок Советский патент 1988 года по МПК G01K7/02 

00 00 4

1

Изобретение относится к измерениям температуры термоэлектрическими термометрами и может быть использовано при установлении ресурса термоэлект- рических термометров в различных средах.

Цель изобретения - повышение точности определения стабильности термоэлектродных проволок и экономия благородных металлов.

На фиг, 1 изображены импульсы тер- мо-ЭДС (ТЭДС) неоднородности образцов (где а - импульс ТЭДС неоднородности на первом отрезке образца срав- нения после отжига пучка в печи при температуре t и времени € отжигаj b - импульс ТЭДС неоднородности на втором отрезке образца сравнения после отжига пучка в печи при температу- ре t и времени Т отжига; с - импуль ТЭДС неоднородности на испытуемом образце проволоки-, 1ц - глубина погружения пучка испытуемых образцов, 1 - координата длины образцов; uh - изме нение коэффициента чувствительности

материала проволоки). 1

На фиг. 2 изображена схема электрических соединений устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит первый отрезок 1 образца сравнения, второй отрезок 2 образца сравнения, испытывае мьш образец 3, печь 4, керамическую изоляцию 5-7, которой армированы об- разцы 1-3, одни концы которых сварены вместе, образуя рабочий конец 8, пучка, двухполюсный переключатель 9, потенциометр 10, источник 11 компенсирующего напряжения и регулируемое сопротивление 12.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

При отжиге в печи образцов термоэлектродной проволоки на длине каждо го образца, начиная от рабочего конца, находящегося при наибольшей температуре, возникает изменение термоэлектрических свойств, т.е. изменение коэффициента чувствительности

материала проволоки относительно пла, ,мкв,.

тины - с,п V.;. Это изменение предк

ставлено кривыми, а Ь, с на фиг. 1 для испытуемого и двух отрезцов образца сравнения. При наложении тем- пе ратурнс- о поля на неоднородные отрезки проволоки на концах каждого отрезка возникает ТЭДС 1„, обычно назьшаемая ТЭДС неоднородности деляемая по формуле

jt

1,.

juh(l).

dl

dl

cit

где -TTj- градиент температуры,

1. - длина.

При образовании термопары второй отрезок образца сравнения - первый отрезок образца сравнения на ее свободных концах появится ТЭДС 1,, , равная

-г

-иг HI

(2)

0 5

j 0

j

0

0

Отметим, что поскольку испытуемый и отрезки образца сравнения из проволоки одного и того же материала, то изменения термоэлектрических свойств их будут одного знака, а различные величины изменений (кривые а, b и с на фиг. 1) вызваны различным армированием образцов керамикой. Это делается для повьщ1ения чувствительности способа. Вводя компенсирующее напряжение, равное 1, , в цепь первого отрезка образца сравнения добиваются нулевого показания потенциометра,подключенного к термопаре второй отрезок образца сравнения - первый отрезок образца сравнения. Затем потенциометр подключают к термопаре испытуемый образец - образец, состоящий из параллельно включенных второго и (Первого отрезков образца сравнения, в разрыв которого введено компенсирующее напряжение. Это приводит к тому, что потенциометром измеряют действительное значение ТЭДС неоднородности испытуемого образца - 1, так как в контуре параллельно включенных второго и первого отрезков образца сравнения ток отсутствует. Определяя 1нз для различных температур центра печи и различных промежутков времени отжига испытуемого образца и сравнивая их с допускаемым значением 1до„ , судят о

стабильности испытуемой проволоки. I.

Способ осуществляют следующим образом.

Пусть требуется определить стабильность проволоки из сплава алюмель по ГОСТ 1790-77 Материалы термоэлектрод- е ные. Проволока из сплавов копель, хромель и алюмель. Технические условия: диаметром 0,5 мм в воздушной среде при армировании ее фарфоровой Керамикой с наружньы диаметром 5 мМ;

при глубине погружения в печь MTII-2M равной 250 мм, температура рабочего конца (1000 + 20)° С, времени f, отжига, равном 1 ч, и Tj 6 ч, и допус- каемом значении 1доп 30 мкВ.

От бухты испытуемой, проволоки отрезают три отрезка 1-3 длиной 1500мм (фиг. 2), соединяют сваркой их концы образуя рабочий конец 8 пучка, арми- руют керамической (фарфоровой) изоляцией 5 отрезок 3 до рабочего конца 8, керамической изоляцией 6 - отрезок 2, оставляя незащищенным отрезок на расстоянии , равном 83 мм от рабочего конца 8, керамической изоляцией

7- отрезок 1, оставляя незащищенным образец на расстоянии 1ц;/2, равном .125 мм от рабочего конца, скрепляют пучок поверх фарфоровой керамики (ке- рамической изоляции) проволокой, помещают пучок в печь 4, нагретую до , на глубину погружения 250 мм. Отмечают время начала погружения и собирают схему электрических соеди- нений, изображенную на фиг. 2. По истечении 1 ч устанавливают переключатель 9 в положение сг и регулируемым сопротивлением 12 источника 11 ком- пенсирующего напряжения устанавливают нуль показаний потенциометра 10. После этого переводят переключатель 9 в положение S и снимают отсчет 1 (tr,).

8данном случае 1 ( о,) 27 мкВ. По истечении 6 ч при положении переклю чателя-и, регулируемым сопротивлением 12 устанавливают нуль показаний.потенциометра 10.Затем переводят переключатель 9 в положение S и снимают отсчет 1ц (С), равный 28 мкВ. Срав,нивая 1 (€,) и IK ( Доп су- , дят о стабильности проволоки в указанных условиях.

Формула изобретени 1. Способ определения стабильности термоэлектродных проволок, заключающийся в формировании пучка отрезков испытуемой бухть проволоки и образца сравнения, которые армируют керамикой и концы которых соединяют между собой, размещении полученного пучка на определенной глубине в нагревательной печи с заданной температурой и измерении через определенные промежутки времени значений тер- мо-ЭДС между образцом сравнения и каждым отрезком испытываемой проволоки, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности и экономии благородных металлов, в качестве образца сравнения используют два отрезка проволоки из испытьшае- мой бухты, при этом измеряют значени термо-ЭДС между этими отрезками проволоки, которую компенсируют, подавая в измерительную цепь электрическое напряжение от внешнего источника, затем соединяют свободные концы отрезков образца сравнения между собой и измеряют значения термо-ЭДС между каждым испытьшаемым отрезком проволоки и общей точкой соединения свободных концов отрезков образца сравнения, по которым определяют стабильность испытываемой проволоки.

I

2. Способ по п. 1, отличающий с я тем, что один из отрезков проволоки образца сравнения армируют керамикой, оставляя незащшцен- ньм часть отрезка со стороны рабочего конца на длине 0,28-0,32 глубины погружения пучка в печь, а другой - на длине 0,48-0,52 глубины погружения |пучка.

Изобретение относится к измерениям термоэлектрическими термометрами. Цель изобретения - повышение точ-, ности определения стабильности термоэлектродных проволок и экономия благородных металлов..При отжиге в печи образцов термоэлектродной проволоки на длине каждого образца возникает изменение коэффициента чувствительности материала проволоки относительно пластины. Потенщюметром измеряют действительное значение термо- ЭДС неоднородности испытуемого образца 1 ъ т.к. в контуре параллельно включенных второго и первого отрезков образца сравнения ток отсутствует. Определяя 1„ для различных температур центра печи и различных промежутков времени отжига испытуемого образца и сравнивая их с допускаемым значением, судят о стабильности испытуемой проволоки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с S (Л