Термопара Советский патент 1983 года по МПК G01K7/02 

(54) ТЕШОПАРА - . ; . 1 . . Изобретенне относится к измерению тем- . ператур, в частности к термоэлектрическим датчикам температуры, предназиаченньш для использования в узлах автоматики бытовых . газовых плит. Известна хромель-копелевая термопара, со- держащая проволочных электрода, сваренных рабочими концами 1. Недостатком известной термопары является необходимость использования защитного чехла и недостаточно высокая термо-ЭДС. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является термопара, содрржа Щая трубчатый злектрод, внутри которого рас положен вваренный в его дно прово;орчный электрод, из них положительный злектрод выполнен из хромеля, а отрицательный - из медно-шпселевого сплава. При этом трубчатый положительный электрод выполнен из хромеля, а п юволочный отрицательный - из копеля. Сваренный конец термопары образующий рабочий спай, нагревается факелом газового пламени, холодные концы электродов их хро меля и копеля припаяны соответственно к латунной массивной втулке и к тонкой медной проволоке, передающим электрический ток к исполнительному механизму (клапану подачи газа в газовую плиту). Основные требования к термопаре - обеспечение быстрого и безотказного срабатывания исполннтельного механизма. Это определяется скоростью нарастания термо-ЭДС при розжиге и скоростью ее падения при выключении пламени, а также уровнем сигнала в стационарном режиме 12. Недостатками известной термопары являются ее большая инерционность и отиосятелыю малое зиачение термо-ЭДС, что приводит к низкой надежности терморегулятора в целом. Кроме того, сплав хромеля мало технолошчеи чго осложняет-и делает очень дорогой технологию изготовления трубки, а также изготовление термопары. Целью изобретения является уменьщение инерционности и увеличение ЭДС термопа{Я|1, а также повыщенне технологичности ее изготовления. Поставленная цель достигается ем, что отрицательный электрод вьтолнен в виде трубки из медно-никелевого сплава со следующим содержанием компонентов, вес.%: Никель15-75 МедьОстальное Таким образом изменяется относительное расположение положительного и отрицательног электродов термопары, при этом вклад медного и латунного проводов в термо-ЭДС незначительный и им можно пренебречь. Наружный трубчатый электрод термопары выполнен из матеоиала с большей теплопроводность и большей термоэлектритеской чувствительностью, чем материал внутреннего электрода. Кроме того, температура холодного конца медно-никелевой трубки ниже, чем хромелевой проволоки, поскольку латунная втулка, припаянная к медно-никелевой трубке, обеспечивает лучший теплоотвод. В результате термо-ЭДС термопары при нагреве и охлаждении меняется быстрее, а величина сигнала в стационарном тепловом режиме больше, ИМ у известной термопары. Пределы концентращш меди и никеля в сплаве для трубчатого электрода определякГтся тем. Что термо-ЭДС по абсолютной величине должна быть больше, чем у хромеля; для этого сплав должен содержать от 15 до 75% никеля. Пример. Трубчатый электрод был изготовлен из сплава, содержащего 60 вес.% никеля, 40 вес.% меди, а проволочный электрод - из сплава, содержащего 90,5 вес.% никеля и 9,5 вес.% хрома (хромеля). Численные характеристики узла автоматики с соответствующими термопарами приведены в таблице.

11-13

Известная

7,5

13-16

Предлагаемая

Термопары имеют conocTaBnvwe размеры электродов. Повышение величины термоэлектрического, сигнала предлагаемой термопары по сравнению с известной обеспечивает повышенную надежность узла автоматики в целом. Кроме того, преимуществом новой термопары является ее большая т(5хнологичность; трубка из медно-никелевого сп.11ава изготовляется; с меньшим числом те:шологических операций, чем хромелевая, уменьшается расход дефицитного и дорогого. никел, облегчается обработка заготовки для термопары и сварка, так как материал трубки мягче и менее тутоплавок, чем в известной термопаре.

Формула изобретения

Термопара, содержащая трубчатый электрод, внутри которого расположен вЬаренный

18

12

12

в его дно проволочный электрод, из них положительный электрод выполнен из хромеля, а отрицательный - из медно-никелевого сплава, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения инерционности и увеличения ЭДС термопары, а также повышения технологичности ее изготовления, отрицательный электрод вьшолнен в виде трубки из медно-никелевого сплава со следующим содержанием компонентов, вес.%:

Никель15-75

Медь.Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Технические условия ТУ 51-02-165-79,ВПО Союзгаэмашаппарат, с. 72 (прототип)