Термочувствительный элемент Советский патент 1991 года по МПК G01K5/62 

Изобретение относится к приборостроению, а более конкретно к термочувствительным элементам из материалов с различными коэффициентами теплового расширения, и может быть использовано в различных термомеханических системах, устройствах и механизмах, например в исполнительных механизмах, системах сигнализации и безопасности, как чувствительный элемент датчиков, в системах пожаротушения и др.

Целью изобретения является повышение технологичности конструкции.

На фиг. 1-7 показаны варианты конструкции термочувствительного элемента.

На фиг.1 показан термочувствительный элемент из металлического листа или пленки 1 и полимерного листа или пленки 2, которые скреплены между собой по поверхности и закреплены на корпусе 3. Термочувствительный элемент по фиг.2 выполнен из двух листов или пленок 2 и 4 полимера (один

из листов 2 или 4 может быть изготовлен из электропроводящего полимера). На фиг.З показан термочувствительный элемент, у которого между листами 2 и 4 из полимера установлен электропроводящий лист или пленка 5. На фиг.4 показан термочувствительный элемент по фиг.1 после прогрева. Термочувствительный элемент по фиг,5 выполнен из металлического листа 1 и листа или пленки из по крайней мере двух полимерных листов или пленок 6 и 7 с различными коэффициентами теплового расширения. Термочувствительный элемент по фиг.6 изготовлен из металлического листа или пленки 1 и полимерного листа или пленки 8 и установлен и закреплен по крайней мере на одном участке листа 1. Кроме того, лист 8 может быть установлен и закреплен по различные стороны листа 1 (фиг.7).

В качестве металлов для изготовления листов и пластин 1 могут быть использованы

о со ю

XI

XI

СА

медь, сталь, никель и другие металлы и сплавы.

В качестве полимеров для изготовления пластин или пленок 2, 4, 6, 7 и 8 могут быть использованы полиэфиры, полиамиды, поликарбонаты, полиимиды, полистирол и другие, а также полимерные композиционные материалы, например эпоксидные смолы с гранулированными полистироловыми присадками.

В качестве электропроводящих полимеров для изготовления пластин, листов или пленок 2, 4 и 5 могут быть использованы допированные полиацетилены, полианилины, полипирролы, политиофены и другие,

Сборка термочувствительного элемента с учетом конструктивных особенностей осуществляется следующим образом.

В термочувствительном элементе по фиг.1 на лист 1 наносят полимерное покрытие, которое после высыхания или отверждения образует полимерный лист 2. Кроме того, уже готовый полимерный лист 2 может быть либо приклеен,либо приплавлен к металлическому листу 1. Наоборот, на готовый полимерный лист 2 может быть нанесено металлизированное покрытие, например, вакуумным напылением или химическими методами.

Термочувствительный элемент по фиг.2 собирают путем нанесения полимерного лака на один из готовых листов 2 или 4, склеиванием листов 2 и 4,их совместной горячей прокаткой и др.

Термочувствительный элемент по фиг.З собирают либо путем нанесения на металлическую пластину полимерных листов 2 и 4, либо нанесением металлизированного покрытия или электропроводящего полимера на один из листов 2 или 4 с последующей установкой и закреплением второго листа. Термочувствительные элементы по фиг.5-7 собираются аналогичным образом. Термочувствительный элемент работает следующим образом.

При прогреве термочувствительного элемента за счет разности коэффициентов теплового расширения листов или пленок 1 и 2 (фиг.1) происходит изгиб и перемещение незакрепленного конца термочувствительного элемента (фиг.4). В процессе перемещения незакрепленный конец термочувствительного элемента может совершать механическую работу.

Помимо нагрева от окружающей среды может осуществляться нагрев электрическим током. При этом в термочувствительном элементе по фиг. 1 и 4 - 7 подвод тока осуществляют к металлической пластине 1; в термочувствительном элементе по фиг.2 - к листу 2 или 4 из электропроводящего полимера; в термочувствительном элементе по фиг.З - к электропроводящему листу или пленке 5. Нагрев электрическим током может быть использован как для совершения термочувствительным элементом механической работы, так и в сигнальных устройствах

и датчиках для регистрации прохождения по

контролируемой цепи электрического тока.

В случае, если листы 6 и 7 полимеров

(фиг.5) имеют различные коэффициенты теплевого расширения больше, чем у листа 1, то изгиб происходит в одну сторону, но с различными радиусами изгиба на участках установки листов 6 и 7, В случае, если один из полимерных листов 6 и 7 имеет коэффициент теплового расширения больший, а другой из листов 6 и 7 - меньший, чем коэффициент теплового расширения листа 1, то изгиб на участках листов 6 и 7 происходит в различную сторону.

Установка полимерного листа 8 (фиг.б) на одном или нескольких участках листа 1 приводит к локальным изгибным деформациям листа 1 только в зоне установки листа 8. Это позволяет получать поверхности

сложной формы и ломаные линии различной конфигурации, что может найти применение в робототехнике, технологии, подьемно- транспортном оборудовании и др.

Если листы 8 полимера закреплять по

разные стороны листа 1 (фиг.7), то при нагреве термочувствительного элемента направление изгиба будет различным. Формула изобретения

1.Термочувствительный элемент, со- держащий два слоя из материалов с различными коэффициентами температурного расширения, скрепленных между собой по поверхности, один из которых выполнен из металла, отличающийся тем, что, с

целью повышения технологичности конструкции, другой слой выполнен из полимерного или полимерного композиционного материала.

2.Элемент по п.1, отличающийся тем, что полимерный материал выполнен

5 электропроводящим.

3.Элемент по п.1,отличающийся тем, что он снабжен металлизированным покрытием, нанесенным на слой из полимерного или полимерного композиционно0 го материала.

Х

Фиг.1

Фиг.З

Фиг. 4

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить технологичность конструкции. Термочувствительный элемент содержит два слоя из материалов с различными коэффициентами температурного расширения, скрепленных между собой по поверхности, один из которых выполнен из металла, а другой - из полимерного или полимерного композиционного материала. Полимерный материал может быть электропроводящим или на полимерный слой может быть нанесено металлизированное покрытие. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

S

Фиг;