Устройство для измерения разности температур

 

О П И С А Н И Е 27l06l

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства чс

Кл. 421, 8/02

Заявлено 11 1.1968 (Л" 1209579/18-10) с присоединением заявки че

Приоритет

Опубликовано 12.Ч.1970. Бюллетень М 17

Дата опубликования описания 13 VIII.1970

МПК G 0114

УДК 536.532 (088.8) Комитет по делам изобретений и сткрыти1. при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

П. А. Тихонов, А. К. Кузнецов и Э. К. Келер

Институт химии силикатов АН СССР

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ТЕМПЕРАТУР

E x(t,р) t, — t„

Изобретение относится к области измерения температур.

В технике разность температур наиболее часто измеряют с помощью дифференциальной термопары.

Дифференциальная термопара представляет собой две термопары, одноименные ветви которых соединены в месте холодного спая, а другие две ветви подключены к измерительному прибору. Термо-э.с.д., возникающая при нагревании горячих спаев дифференциальной термопары, пропорциональна разности температур между точками, в которых они находятся где и — коэффициент термо-э.д.с., различный для разных пар металлов. Как правило. металлы для термопар подбираются такие, чтобы и мало зависел от температуры.

Для измерения температур до 2000 С на воздухе используется иридиево-родиевая термопара, но она не стабильна вследствие сильной летучести иридия при высоких температурах. Кроме того, иридий после нагревания становится очень хрупким.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что термоэлектроды, замыкающие горячие спаи дифференциальной термопары, выполнены в виде стержня из электропроводящих твердых растворов огнеупорных окислов, например V0! и 7гО:, взятых в соот. ношении (мол. %) 7: 93.

На чертеже представлена схема описывае.

5 мого устройства.

На торцы стержня 1 нанесен тугоплавкпй металл (платпна, платпно-родий, ирпдий и

1ругие в зависимости от конечной температуры эксплуатации).

10 К концам стержня приварены пли просто прин аты металлические электроды 2 из того же самого металла или из другого электропроводящего материала, достаточной жаростойкости, не реагирующего с веществом дат15 чика или контактного покрытия.

Термо-э.д.с. датчика измеряется пли регистрируется с помощью потенцпометра 8.

В качестве материала для изготовления керамического датчика использована двуокись

20 цирконпя, стабилизированная в виде кубического твердого раствора флюоритоподобной структуры. В частности. для этой цели пригоден циркониево-пттриевый твердый раствор состава 7 мол. % YqO, и 93 мол. 0о Zr02.

25 Температура плавления его около 2600 С.

Изучение электрических свойств циркониево-пттриевых твердых растворов показало, что если концы стержня пз этого материала находятся при различной температуре, то в нем

30 развивается учительная термо-э.д.с. Вели271061

Предмет изобретения

Составитель В. С. Агапова

Редактор С. И. Хейфиц Техред 3. Н. Таранеико Корректор Л. Б. Бадылама

Заказ 2201j!3 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва К-35, Раугдская пао., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 чина термо-э.д.с. пропорциональна разности температур 5t, если эта разность пе превышает 10% от средней абсолютной температуры стержня.

Преимущество керамического датчика разности температур перед металлической диф<реренциальной термопарой заключается в том, что он обладает более высокой огнеупорностью, большой величиной (250 лкв/ С) и стабильностью термо-э.д.с. (в 20 раз превышает термо-э.д.с. пла г11но-платинородиевой термопары).

Стержень из циркониево-иттриевых твердых растворов можно применять в качестве датчика разности температур, начиная с

700 С. Ниже этой температуры чувствительность датчика падает из-за роста его сопротивления и инерционности установления термо-э.д.с. Верхний температурный предел измерения датчика может достигать 2000 С и выше, ибо огнеупорность и химическая устойчивость материала па основе циркониево5 иттриевого твердого раствора достаточно высока.

10 Устройство для измерения разности температур, содержащее дифференциальную термопару, отлипаюи(ееся тем, что. с целью повышения чувствительности и стабильности, термоэлектроды, замыкающие горячие спаи дифl5 ферепцпальной термопары, выполнены в виде стержня из электропроводящих твердых растворов огнеупорных окислов, например У Оп и Хг02, взятых в соотношении (мол. %) 7: 93.