Способ определения температуры Советский патент 1988 года по МПК G01K7/02 

«й

СП

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано лля измерения , высоких температур,

Цель изобретения - повышение точ- ности измерения высоких температур путем стабилизации термоЭДС термопары

При измерении высоких температур, преимущественно в диапазоне 1800- , наряду с протекающим в про- цессе эксплуатации при таких температурах высокотектературным отжигом термопары поддерживают неизменным уровень механических напряжений в материале ее термоэлектродов, для чего организуют процесс фреттинг-коррозии в области рабочего спая.

Непрерывно вносимые вследствие фреттинг-износа искажения кристалли- чесК;Ой решетки термоэлектродов и микротрещины формируются в микропоры, постоянно залечиваемые в процессе экcплyaтauJ и, В результате механические напряжения в материале тер,моэлект родов, с одной стороны, постоянно релаксируют на имеющихся стоках, с др угой стороны, воспроизводятся благодаря протекающему фреттинг-износу. Поэтому уровень искажений кристаллической решетки, как и микропористость остается постоянным в течение всего срока эксплуатации термопары, что и обуславливает стабилизацию термоЭДС последней, .

На чертеже показано устройство для определения температуры согласно изобретению, .

В качестве измерительного преобразователя используют вольфрамрение- вую термопару ВР 5/20, горячий спай которой образован путем плотной навивки на жесткий термоэлектрод 1(ВР 5) гибкого термоэлектрода 2 (Б 20). Во избежание ослабления плотности навивки конец образованного таким образом горячего спая термопары обжимают тан- талловым капилляром (не показан), К осевому, жесткому термоэлектроду 1 подсоединен вибратор электрострикцн- онного генератора звуковых колебаний, вьтолненный, например, в виде тонко- пленочного конденсатора, одной обкладкой которого служит торец термоэлектрода 1, качество торцовой поверхности

KOTolporo обеспечивается путем электроискровой резки и электрохимического полирования, диэлектриком - слой электрострикционного материала 3 (в данном случае ВЦИзО) толщиной

0 о

Q Г

5

0

5

0,05-0,2 мкм, нанесенного методом тонкопленочной технологии на торец термоэлектрода 1, На диэлектрик 3 методом тонкопленочной технологии нанесен служащий второй обкладкой конденсатора слой металла 4 (меди) тап- шиной несколько микрометров, к которому присоединен провод 5, подводящий питание к вибратору генератора, Для снятия термоЭДС термопары служат медные удлинительные провода 6 и 7, подсоединенные к термоэлектродам 1 и 2 путем навивки.

Для проведения измерений термопару закрепляют на объекте контроля. При эксплуатации термоэлектрод 1 в зоне подсоединений удлинительного провода 6 заземляется. Одновременно с регистрацией термоЭДС термопары (при подаче переменного напряжения питания) осуществляют вибрационное воздействие на термоэлектрод 1 частотой 5-20000 Гц, в результате чего он вибрирует относительно неподвижного термоэлектрода 2, При этом в зоне горячего спая развивается процесс фреттинг-износа, следствием которого является формирование и развитие микрополостей в объеме термоэлектродов 1 и 2, служащих местами релаксации механических напряжений, вызьгеающих дестабилизацию градуировочной характеристики термопары.

Максимальный эффект стабилизации термоЭДС термопары ВР 5/20 достигается при , С повышением темпера- |туры происходит все более эффективная релаксация микронапряжений, возникающих в результате фреттинг-корро- зии, вследствие чего эффект стабилизации термоЭ ЦС является недостаточным. При понижении температуры происходящее накопление микронапряжений в термоэлектродных материалах является доминирующим фактором, что также обуславливает изменения термоЭДС.

Таким образом, диапазон допустимых рабочих температур составляет 1800- 2200 С. Оптимальная частота взаимоперемещения термоэлектродов 1 и 2 составляет / 1000 Гц. Как на пониженных частотах (менее 5 Гц), так и в облас- ти повышенных частот (свьше 20 кГц), повышение концентрации микронапряжений, вносимых при фреттинг-коррозии, незначительно,

31413445

ормула изобретения

ч по тe ЭД ра ля ки т о

Способ определения температуры, состоящий в непрерывной регистрации термоЭДС закрепленной в объекте контроля термопары, горячий спай которой образован путем навивки гибкого термоэлектрода на жесткий, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения высоких тe mepaтyp путем стабилизации термоЭДС термопары, одновременно с регистрацией термоЭДС последней осуществляют вибрационное воздействие на жесткий термоэлектрод со звуковой часто- т ой.

К измеритель нопу прибору

к источнику питания генерато/за