Чувствительный элемент для измерения высоких температур Советский патент 1949 года по МПК G01K1/00 

ЧУВСТВИТЕЛЬНЬ Й ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ H3JVt|jPfj ;Jl.,b|WKHX

Заявлено И декабря 1948 г.

Известны приборы для измерения температуры, с учетом зависимости эмиссии электронов на поверхности металлов от температуры, чувствительным элементом которых являются электронные вакуумные лампы. Также известно устройство для измерения температуры окружающей среды, в котором катод выполнен в виде оболочки и имеет пространство между катодом и анодом, заполняемое газом.

Предлагаемый чувствительный элемент отличается от известных устройств тем, что пространство между катодом, представлякши1м собой оболочку сосуда, и анодом находится под вакуумом.

Измерение температуры при помощи предлагаемого элемента осиовано на принципе термоэмиссионной способности металлов и окислов некоторых металлов. Известно, что эмиссия электронов на поверхностн металла, например вольфрама или окислов бария и стронция, применяемых в подогревных катодах радиоламп, протекает в зависимости от температуры. Эта зависимость характеризуется следуюи1им уравнением;

где: /С -постоянная Больцлшна, равная 0,863-10 в градусах;

А -постоянная;

Фо - работа выхода в вольтах;

Т -температура в градусах Кельвина.

Анализ этого уравнения показывает, что небольщое увеличение те.мпературы металла вызывает во много раз большую эмиссию электронов, что дает возможность использовать метод измерения термоэмиссии электронов для определения высоких температур.

Для чистометаллических эмиттеров уравнение полностью определяет максимальный ток эмиссии. Для них имеет место ярковыраженный эффект насыщения, т. е. все электроны, вылетающие из катода, попадают на анод.

Окисный катод дает менее резко выраженный эффект 1асыщения, однако, если напряжение поддерживать постоянным, то и в этом слу С1;СиЮ31МЯ

Ш. С. Парчуф ПДТЕ«,,О. „

ТЕМПЕРАТУР р.,..

. Ti-iiri в Госте.хнику СССР

,

80276

чае будет иметь место однозначная зависимость тока эмиссий от температуры катода.

На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство в разрезе; на фиг. 2 - схема соединения его с приборами (мостовая схема); на фиг. 3 - то же с помощью реостата.

Баллон 1, изготовленный из жароупорного материала, внутренняя поверхность которого служит в качестве эмиттирующего электрода (фиг. la). Если материал баллона подобрать лишь для создания жароустойчивости в целях легкости получения вакуума, то эмиттирующим катодом может служить часть поверхпости, покрытая активным слоем 2 (вольфрам, аксид бария, стронций и др. - фиг. 1, б).

В центре, на определенном расстоянии от катода, помещен анод 3, присоединенный к положительному полюсу батареи. Его функция та же, чго и анодов обычных электронных ламп.

Измерение температуры, как функции термоэмиссионного тока, можно производить не только как указано в схеме (фиг. 1), но и при помощи мостовой схемы (фиг. 2). В этом случае в диагонали гальвапометра ток будет пропорционален разбалансировке моста, получающейся от измене1;ия динамического сопротивления лампы.

При помощи реостата (фиг. 3) можно изменять ток, а следовательно, и тедмпературу нити накала до тех пор, пока мост не сбалансируется.

Подобная схема может служить для регулирования температуры в системе с обратной связью.

Предмет изобретения

Чувствительный элемент для измерения высоких температур, основанный на использовании термоэмиссионного эффекта металлов или их окислов, у которого катод выполнен в виде замкнутого сосуда, подвергающегося непосредств.енному воздействию среды, температуру которой измеряют, отличающийся тем, что пространство между катодом, представляющим собой оболочку сосуда, и анодом находится под вакуумом.