Термодатчик и способ его изготовления Советский патент 1981 года по МПК G01K7/16 

1

Изобретение относится к температурным измерения, а именно к термодатчикам, действие которых основано на изменении сопротивления при изменении температуры.

Известен термодатчик, в котором используется свойство вещества скачком изменять свое сопротивление при фазовом переходе вещества вследствие нзменения его температуры flj.

Однако этор термодатчик имеет лишь одно значёние температуры, при котором происходит резкое изменение его сопротивления.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является термодатчик, содержащий баллон с электродами и чувствительным элементом, в качестве которого используется электролит 2.

Недостатком термодатчика является то, что он имеет одну точку срабатывания, соответствующую моменту прохождения температуры через точку фазового перехода электролита.

Цель изобретения - расширение диапазона измерения температуры.

Поставленная цель достигается тем, что чувствительный элемент выполнен из эвтектики натрия в аммиаке,нанесенной на внутреннкио пов рхность баллона, причем термодатчик изготавливгиот путем наполнения баллона раствором натрия в жидком аммиаке, содержащем исходные компоненты при следующем колнчественном соотношении, вес.%:

Жидкий аммиак 2-9,3

Натрий90,7-98

0

и охлаждения баллона в жидком азоте в течение 20-30 мин.

На фиг. 1 изображен термодатчик, разрез на фиг. 2 - температурная зависимость сопротивления термодат5чика.

Термодатчик содержит баллон 1 (корпус), электроды 2 и 3, чувствительный элемент 4, представляющий собой слой эвтектики натрия в аммиа 0 ке, получаеьвлй путем охлаждення раствора в сшмиаке 5 заполняющего баллон.

Раствор натрия в жидком аммиаке представляет собой специфический

5 электролит, в котором катионами являются ионы натрия, а анионами автолокализованные электроны. При опускании баллона с раствором в жидкий азот р растворе возникает градиент температуры, вызывающий термодиффузиюИОНОВ натрия и электронов к периферии. В результате этого на внутренних стенках баллона, в Ьиде слоя 4, выпадает эз тектика натрия в аммиаке, обуславливающая последую 1щие характеристики устройства. Сразу после опускания в жидкий азот устанавливается весьма малое значение сопротивления (точка б на фиг. 2). Конкретная его величина зависит от геометр1Леских размеров баллона. С повышением температуры от 77,4 до 120°К наблюдается постепенное увеличение сопротивления (область 7 на фиг. 2). Затем оно резко возрастает на несколько порядков и высокоомноё состояние сохраняется до 162°К (область 8). Увеличение сопротивления обусловлено коагуляцией первоначального сплошного слоя эвтектики а гранулы и нарушением, вследствие этого, его связности. При 162°К точки плавления эвтектики гранулы плавятся и сливаются. Неразрывность слоя эвтектики восстанавливается. В результате сопротивления датчика падает до персоначально малой величины и сохраняетсядо 195°К (область 9). При 195°К и выше опять наблюдается резкое увеличение сопротивления в связи с плавлением твер його аммиака (область 10). Обратный проход того же температурного интер вала сопровождается скачками сопротивления лишь в точках затвердевания аммиака (195°К) и эвтектики (162к) причем в области температуры 162°К наблюдается сдвиг положения скачка на 1-2 град в сторону более низкой температуры. С дальнейшим понижением температуры сохраняется высокоомноё состояние (область 9). Последующие проходы в любом направлении вдоль температурной шкалы сопровождаются изменениями сопротивления между областями 8-9 и 9-10. Эти скач ки сопротивления используются в качестве сигнала термодатчика. После подключения к источнику питания , термодатчик способен выдавать электрические сигналы, обусловленные резким изменением его сопротивления при 160 и 195°К. Предлагаемый термодатчик может быть применен как для сигнализации о каждой температурной точке в отдельности, так и для сигнализации о нахождении температуры в интервале 160-195К. Формула изобретения 1.Термодатчик, содержащий бгиплон с.электродами и чувствительным элементом, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения температуры, чувствительный элемент выполнен из эвтектики натрия в аммиаке,нанесенной на внутреннюю поверхность баллона. 2.Способ изготовления термодатчика по п. 1, заключающийся в наполнении баллона раствором натрия в жидком аммиаке, отличающийся тем, что баллон с раствором, содержащем исходные компоненты при следующем количественном соотнсяиении , Бес.%: Жидкий аммиак 2-9,3 Натрий90,7-98 охлаждают в жддком азоте в течение 20-30 мин. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Шефтель И.Т. Терморезисторы. М., Наука, 1973, с. 382. 2.Авторское свидетельство СССР № 222698, кл. G 01 К 11/00, 15.08.66 (прототип).

ly/ 5

w

IfO200

80КО

0Ut.2