Датчик температуры
, ОПИСАНИЕ
494627
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ распутине (6!) Дополнительное к азт. свил-ву— (22) Заявлено 03.06.74 (21) 2029352/18-10 (51) М. Кл. 001k 7/02 с присоединением заявки №вЂ”
Гасударственный кемнтет
Ceiiie a Мнннстров СССР ла делан нзверетеннй (23) Прнорнтет— (53) УДК 566.532 (088,8) Опубликовано 65.12.75. Бюллетень ¹ 45 инженерно-физический институт (54) ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ
Известны датчики температуры с двухэлектродным чувствительным элементом.
B предлагаемом датчике с целью повыше ния чувствительности н точности измерений з интервале 500 — 1600 С электроды выполнены из материалов, обладающих различными парциальными давлениями кислорода, например из 50% Fe+50 FeO и 50% %+
—, 50% NiO, а между электродами введен твердый электролит с кислородно-анионной проводимостью, например 99% ThOg+ 1%
СаО.
Датчик изображен:a чертеже.
Чехол 1, изготовленный, например из o»IIси алюминия, соединен с металлическим флачцем 2. Проводники 8, например, из никеля, молибдена или платины, служат для подооедлне ния гальванической ячейки 4, 5, 6 к зысокоом;юму вольтметру. Электроды 4 н 5 из равномолярных смесей Fe, FeO и %, N)O соотвстственно с электролитом 6 из твердого раствора Tho,oo Cao,гн О„ е ооразуют гальваническую ячейку. Элекролы 4 и 5 и элекролит 6 выполнены в виде небольших таблеток высотой 2 — 3 мм и диаметром 5 — 6 им из смеси соответствующих порошков методом порошковой металлургии. Керамическая .трубка
7, внутри которой проходит,проводник 3, совместно с керамической втулкой 8 и пружиной
9 служит для поджима электродов, электролита и металличеоких проводников, т. е. для обеспечения надежного электрического контакта и механической устойчнзости собран: о. гальванической ячейки.
Гальваническая ячейка с твердым o»,1снь.м электролитом, ооладающнм чисто аннонной проводимостью, например, 99% ТЬО;+ 1%
СаО, функционирует как кислородная конце; !трацио ниая ячейка в очень ш ирокой области парциальных давлений кислорода (от 1 до
10 0 ати) и в температурном интервале от
500 до 1600 С. Находящиеся по ооеим сторонам электролита 6 электролы 4 и 5 обладают фиксированными парциальными давлениям:I кислорода Р „, и P"o соответственно. B качестве таких электродов можно использовать металлы ilëè окислы металлов с электронной проводимостью.
Когда датчик температуры вводят в нсследусмый объем, зслслстзие разности парцпальных давлений кислорода с противо:!o;Io>Kaых сторон электролита с ионной проводимсстью ионы кислорода перемещаются через тзе .дь1 r электролит, и возникает э. л. с.. ";ото;-,, ю можно измерить с помощью высо, оомного вольтметра.
B качестве примера рассмотрим гальваническую ячейку Fe, FeO /Tho,ее Cao,oi O!.o (%, NiO.
Э. д. с. ячейки образуется из-за разницы
494627 парциальных давлений кислорода Р „и P" на обеих сторонах электролита.
Зависимость э.д. с. от температуры выражается уравнением
P o2
Е= -,1и-, где Р, и P"02 — парциальные давления кислорода левого и правого электродов;
R — газовая постоянная;
Т вЂ” абсолютная температура;
F —,постоянная Фарадея.
При использовании электродов с известными парциальными давлениями iêècëîðîäà Р о. и Р"о2, например Ni — NiO u Fe — Fe0, по измеренным значениям э.д. с.,можно определить темпер атуру.
Зависимость э. д, с. ячейки от температуры имеет вид
Е = (156,7+ 0,101 Т)ти, l0 т. е. температурная чувствительность дачной ячейки составляет 0,101 !по/град., что в восемь раз выше чувствительности платино-родийплатиновой термопары, а зависимость изменения э.д.с. гальванической ячейки от изменения температуры строго линейна.
Погрешность определения температуры с помощью описанного датчика ие превышает
0,2 при 1200 С.
Предмет изобретения
Датчик температуры с двухэлектродиым чувствительным элементом, о т л и ч а ю щ и йl5 ся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения в интервале
500 — 1600 С, в нем электроды выполнены из матсриалов, обладающих различными парциальными давлениями кислорода, например из
20 50% Fe + 50% РеО и 50% Ni + 50% NiO, а между электродами введен твердый электролит с кислородно-анионной проводимостью, например 99% Т1тО + 1% СаО.
