Способ изготовления термоэлектрического датчика
Изобретение относится к пирометрии и может быть использовано в приборостроении, электронной технике. Цель изобретения - повышение надежности датчика в условиях повышенных температур. В датчике температуры создается надежное соединение керамической камеры торможения с металлическим крепежным фланцем. В боковую прорезь металлического фланца вставляются отрезки проволоки с возможностью свободно продвигаться по окружности канавки, образуемой сопрягаемыми поверхностями металлического фланца и керамического узла. Отрезки проволоки изготавливают из сплавов с памятью формы. После термомеханической обработки происходит увеличение диаметров проволоки. При этом создается натяг и обеспечивается фиксация камеры торможения в металлическом фланце. 4 ил.
СОЮЗ СОВЕ ГСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
Г ЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTKPblIVIRM ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4607766/1О (22) 10,10.88 (46) 30.08.91. Бюл. М 32 (72) B.Ä.×åðåïàíîâ (53) 536.532 (088.8) (56) Данишевский С.К., Сведе-Швец Н.И, Высокотемпературные термопары. М.: Металлургия, 1977, с. 173, ОСТ 1035.95-84. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДАТЧИКА (57) Изобретение относится к пирометрии и может быть использовано в приборостроении, электронной технике. Цель изобретения — повышение надежности датчика в условиях повышенных температур. В датчиИзобретение относится к пирометрии и может быть использовано в приборостроении, электронной технике. Цель изобретения — повышение надежности датчика в условиях повышенных температур. На фиг. 1-4 показан датчик температуры с керамической камерой торможения, общий вид. Датчик состоит иэ фланца 1, отрезков проволоки (торов) 2, керамического узла 3, состоящего из камеры торможения из керамики. коммутационных винтов 4, "холодного" спая 5 и керамической колодки 6. Сборка керамического узла 3 с металлическим фланцем 1 начинается с установки фланца 1 на опорную поверхность 1 сборочного приспособления (фиг.3 и 4), при этом в крепежные отверстия 9 фланца 1 основания 7 и соответствующие отверстия сборочного приспособления вставляются фиксаторы 8 для исключения разворота фланца в гори„„. ЖÄÄ 1673868 А1 ке температуры создается надежное соединение керамической камеры торможения с металлическим крепежным фланцем. В боковую прорезь металлического фланца вставляются отрезки проволоки с возможностью свободно продвигаться по окружности канавки, образуемой сопрягаемыми поверхностями металлического фланца и керамического узла Отрезки проволоки изготовляют l13 сплавов с памятью формы. После термомеханичес кой обработки происходит увеличение диаметров проволоки. При этом создается натя1 и обеспечивается фиксация камеры торл1ожения в металлическом фланце. 4 ил. зонтальной плоскости. За!ем в отверстие фланца 1 вставляется керамический узел 3. Далее производится ориентировка входных отверстий для газа относительно крепежных отверстий 9 фланца 1 с применением фиксатора 10, который вставляется в боковое отверстие на основании 7 сборочного приспособления и в выходное отверстие газа в керал1ической камере торможения. В прорезь 11 металлического фланца 1 вставляются отрезки проволоки (торы) и продвигаются по окружности канавки, образуемой сопрягаемыми поверхностями металлического фланца 1 и керамического узла 3. Для исключения возникновения дополнительных напряжений в узле керамика-ме-. TB/Ul между торцами торов 2 необходимо оставлять зазор. Величина этого зазора выбирается иэ учета отсутствия касания торцов торов 2 при расширении их во время нагрева при теплосменах. 1673868 Во избежание выпадания торов 2 при ниброперегрузках прорезь 11 фланца 1 эачеканивают, В данной конструкции торы 2 выполняют двойную функцию: — обеспечивают крепление керамического узла 3 в крепежном фланце 1; — обеспечивают фиксацию входных отверстий камеры торможения относительно крепежных отверстий 9 фланца 1, т.е. выполняют функцию фиксаторов — шпонок, шлицев. Для обеспечения фиксации торы 2 должны находиться в кольцевой канавке с натягом. В этом случае сборка металлического фланца 1 с керамическим узлом 3 невозможна. так как для продвижения торов 2 необходимо, чтобы диаметр торов 2 был меньше диаметра канавки, Сборка керамического узла 3 с металлическим фланцем 1 стала возможной благодаря изготовлению торов 2 из сплавов с "памятью" формы. Особенностью сплавов с "памятью" является их способность после термомеханической обработки "запомнить" заданные размеры, а затем после соответствующего теплового воздействия "вспомнить" эти размеры. Обратимая деформация в пределах от 8-10 /, от номинального размера, При диаметре кольцевой канавки, равном 3 мм, диаметр проволоки с памятью для торов 2 должен быть 3.15 мм, а после задания памяти диаметр проволоки должен быть 2,85 мм, т.е. изменение диаметра торов укладывается в предел деформации 10 $. При диаметре торов, равном 2,85 мм, торы своббдно проталкиваются в канавку, диаметр которой равен 3 мм. Процесс задания памяти проволоке из сплава с памятью состоит в следующем; — посколько диаметром, равным 3,15 мм из сплава типа ТН вЂ” 1к или ТН-1, нагревают в вакууме 10 t 2 мм. рт.ст, при 500 — 600 С в течение 15 — 30 мин и протягивают через нагретые фильеры для получения диаметра торов 2, равного 2,85 мм. Особенностью процесса является то, что в мартенситном состоянии (при нагреве) сплавы с памятью легко деформируются. Затем торы нарезают необходимой длины и заполняют ими канавку диаметром 3 мм. НеоЯ<одимо иметь в виде, что после задания памяти проволока очень пластична и ее не надо предварительно изгибать по кривой отрезка дуги окружности диаметров Ок или 0 . После зачеканки прорези 11 и проверки зазоров сборочное приспособление с кера50 55 жесткая связь между керамикой и металлом. Формула изобретения Способ изготовления термоэлектрического датчика, заключающийся в том. что камеру торможения устанавливают в отверстие металлического фланца, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности датчика в условиях повышенных температур, по всей образующей стыка камеры торможения, выполненной из керамического материала, и металлического фланца, на боковой поверхности которого предварительно выполняют прорезь, формическим узлом 3, торами 2 и металлическим фланцем 1 помещают в стакан иэ алюминиевого сплава, по наружной поверхности которого уложен змеевик-тру5 ба, в которую заливают жидкий азот (температуры в стакане получаются от -85 до -190 С). При достижении температуры в стакане за счет нагрева теплом иэ окружающей сре10 ды до — 70 С происходит увеличение диаметров торов 2 до размера 3,15 мм, при этом создается натяг и обеспечивается фиксация входных ртверстий для газа керамической камеры торможения и крепежных отверстий 15 9 металлического фланца 1. Температура срабатывания -70 С выбирается из величи ны минимальной рабочей температуры датчика температуры -60 С. Затем сборочное приспособление с со20 бранным металло-керамическим узлом поступает на дальнейшие операции установки керамической колодки 6, коммутационных винтов 4, а также сварки термоэлектродов с коммутационными винтами 4 для получения 25 холодного спая. Удельное давление, с которым проволока торов 2 давит на поверхности кольцевой канавки, составляет до 15 кг/мм, В соединении узла металл-керамика 30 при теплосменах не создается каких-либо касательных, тангенциальных напряжений. В данном конструктивном исполнении узла керамика-металл действуют только напряжения сжатия, 35 При повышении температур напряжения сжатия за счет значительных к.л.т.р, торов 2 и металлического фланца 1 уменьшаются, т.е. повышенные рабочие температуры способствуют надежной рабо40 теузла, При снижении рабочих температур возникают только напряжения сжатия, допустимое значение которых для керамик превышают напряжения изгиба в 5-10 раз. 45 Надежная работа узла керамика-металл при наличии теплосмен стала возможной из-за того, что в конструкции отсутствует 1673868 РО?. / Фиг. 3 Составитель Л.Балянина Техред М.Моргентал Корректор, С.Черни Редактор А.Долинич Заказ 2910 Тираж 363 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 мируют проточки, затем изготовляют отрезки проволоки в виде торов из материала с памятью формы, которую задают в виде диаметра проволоки большего диаметра канавки, образованной проточками, после чего диаметр проволоки уменьшают до величины, меньшей диаметра канавки, а затем после установки керамической камеры торможения в металлический фланец через его прорезь в канавку вставляют укаэанные отрезки проволоки и равномерно распределяют их с зазором друг относительно друга, 5 после чего прорезь эачеканивают, а затем устройство подвергают термическому воздействию при температуре проявления памяти формы..
