ТЕРМОЭЛЕМЕНТ Советский патент 1966 года по МПК H01L35/32 G01K7/22 H01C7/06 

Известны термоэлементы, состоящие из нолупроводников с р- и «-проводимостью, скоммутированные посредством высокоэлектропроводного материала, используемые либо в термогенераторах, либо в электрохолодильниках. Известны также термочувствительные сопротивления, электропроводность которых резко меняется с температурой. Эти сопротивления используются в электрических цепях в качестве различных регуляторов.

Предложенный термоэлемент отличается от известных тем, что коммутационный электрод изготавливается из материала, электропроводность которого резко меняется с температурой и располагается в виде тонкого слоя между торцами положительного и отрицательного электродов. Применение такой коммутации позволяет использовать термоэлемент в качестве нелинейного сопротивления как схемного элемента систем электроавтоматики (для высокоамперного тока и низкого напряжения).

В обычном термисторе термочувствительный слой находится в омическом контакте -с металлическими токоотводами, и температурный режим термистора определяется тепловым балансом выделяющегося на нем Джоулева тепла и теплообменом с внешней средой. В описываемом термоэлементе термочувствительный слой находится в омическом контакте с термоэлектрическими материалами, где за счет эффекта Пельтье происходит перенос тепла с одного слоя на другой. Таким образом, характеристики термоэлемента могут быть независимыми от теплообмена с внешней средой и будут меняться в зависимости от направления протекающего тока.

При подключении данного термоэлемента к внешнему источнику тока элемент может работать как прерыватель, либо при перемене направления тока - как термистор с той разницей, что его энергетическая чувствительность будет больше, а инерционность меньше из-за безинерционности эффекта Пельтье.

Для сокращения габаритов устройства и уменьшения влияния тепловых потерь термоэлектрические электроды и термочувствительный слой выполняются в виде коаксиальных цилиндров.

На чертеже представлена схема термоэлемента.

Положительный / и отрицательный 2 электроды состоят из полупроводников с /7- и ппроводимостью. Коммутационный электрод 3

выполнен в виде тонкого диска и изготавливается из вещества, электрическая проводимость которого в рабочем режиме сильно зависит от температуры (например, из сульфида серебра). Слои металлизации 4 и 5 нсния. Металлические токоотводы 6 к 7 припаиваются через переходные слои 8 и 9. Термоэлемент залит тепловым и электрическим изолятором 10 и снабжен герметизирующим и защитным кожухом 11, изолированным от полюсов термоэлемента.

Предмет изобретения

1. Термоэлемент, состоящий из полупроводниковых ветвей с р- и «-проводимостью, отличающийся тем, что, с целью придания термоэлементу свойств нелинейного сопротивления, обладающего больщей энергетической чувствительностью и меньшей инерционностью, чем обычные термисторы, коммутационный электрод изготовлен из материала, электропроводность которого резко меняется с температурой (например, сульфида серебра).

2.Термоэлемент по п. 1, отличающийся тем, что коммутационный электрод расположен в виде тонкого слоя между торцами стержней положительного и отрицательного электродов.

3.Термоэлемент по п. I, отличающийся тем, что, с целью сокращения габаритов устройства и уменьщения влияния тепловых потерь, термоэлектрические электроды и термочувствительный слой выполнены в виде коаксиальных цилиндров.