Термопара

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ «:>698924

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено270976 (21) 2407887/18-25 (51)М. Кл. с присоединением заявки ¹ а 01 К 7/02

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 251179 Бюллетень ¹ 43

Дата опубликования описания 25.1179 (53) УДК621. 36 2.. 2 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Беликов и В. A. Попович (71) Заявитель (54) TEPMQIIAPA

Изобретение относится к области измерительной техники и мож ет найти применение в авиационной промышлен— ности, в частности, в термодатчиках для систем сигнализации о пожаре на самолетах и вертолетах.

Известна термопара, содержащая два разнородных и соединенных между собой электрода, образующих один рабочий (в месте соедиения) и два свободных. конца, причем полслкительный электрод состоит из никель-кобальтовогo сплава, а отрицательный из платины (1).

Известна термопара НК-CA по Гост

6072-51, состоящая из двух термоэлектродов, одни концы которых соединены и образуют термочувствительный рабочий спай, а вторые концы свободны и служат для подсоединения к исполнительному блоку. Положительный термоэлектроj1 eтой термопарн выполнен из никель-кобальтового сплава — НК, содержащего алюминия 2, 15%, кремния

О, 97%, марганца 2, 14%, углерода 0,03%, кобальта 18, 36%, никель — остальное, а отрицатепьный электрод выполнен из специального алюмел я — CA, содержащего алюминия 3, 1%, кремния 1, 1%, марганца 2, 32%, углерода 0,042%, кобальта Q,82%, никеля — остальное (2) . т>днако термоэлектрические характеристики этих термопар не отвечают требованиям, предъявляемым к дифференциальной термопаре, которая должна выдавать при скорости нарастания температуры в диапазоне высоких температур (500-900 С), сигнал, превышающий сигнал, выдаваемый ею в диапазоне эксплуатационных температур (О

500 C) .

В современных самолетах эк сплуатационные температуры в защищаемых зонах (например в подкапотном пространствее двигат е)т я ) достигают болыших значений (до 500 C) . Скорости нарастания температур при выходе двигателя о на режим также значительны (до 8 С/сек1. Поэтому известный термодатчик

Ф реа гирукщий на скорость нарастания температуры, может выдавать ложный сигнал о пожаре при высокой эксплуатационной температуре. Цель изобретения — повышение на-, дежности работы термопары при высоких температурах (свыше 500 C) .

Создание такой термопары, термоэлектрическая характеристика которой позволяет при скорости нарастания тем69 8924

Таблица1

Термо ЭДС /мв/

Термо-ЭДС (мв3 эмператур сС) НЖ-НК

НК-С1

4,35

-2,62

-2, 12 — 1,6 — 1,0

-0,4

<.0,21

550

5,36

-0,9

-1 4

-1,2

"2,55

-2,9

-3,21

-3,33

-3,05

600

100

6,35

650

150

7, 39

700

200

8,3

9,41

750

0,38

0,85

300

800

350

1,6

400

500

2,5

3,41 и ературы получить сигнал в диапазоневысок их температур (500-900 "C ) более высокого порядка, чем в диапазоне эк сплуатационных температур ) (О

500 С), можно достичь, если положительное значение термо-ЭДС термопары будет начинаться при температурах по5 рядка 400 — 500 С.

Это достигается тем, что в качестве положительного электрода использован железоникелевый сплав (НЖ) честве отрицательного электрода использован никелькобальтовый сплав (ЙК).

Сплав HE получают известным способом электродуговой плавки. Специальных способов выплавки (типа электронно-лучевого, плазменного и т. и.) при 5 этом не требуется. Термопару из предлагаемых материалов (НЖ-НК) конструктивно можно выполнить из горячекатанных проволок без термической обработки и травления. Свариваемость такой па- 20 ры хорошая.

На чертеже изображены термоэлектрические характеристики., Кривая 1 изображает термоэлектрическую характеристику известной термопары НК-СА, 25 а кривая 2 — термоэлектрическую характеристику E (t) предлагаемой термопары НЖ-НК.

Предлагаемая термопара НЖ-HK испытана в лабораторных условиях. B 30 таблице 1,.приведены результаты этих испытаний и данные по известной термопаре НК-CA.

Термодатчик с применением предлагаемой термопары работси;пособен при любых указанных прбцентных содержаниях ингредиентов и не выдает ложного сигнала при высоких эксплуатационных температурах.

Зависимость термо-ЭДС термопары от температуры рабочего и свободных кбнцов следующая:

Е » где t — температура рабочего конца; — температура свободных концов.

Известно, что дифференциальная термопара выдает сигнал при наличии скорости нарастания температуры за счет разности температур рабочего и свободных концов, возникающей при запаздывании прогрева) свободных КоНцов по сравнению с прогревом рабочего конца. разность температур рабочего и свободных концов gt = t — tg является функцией скорости нарастания температуры dt = и (-, ), где время. Если, при некотором режиме обеспечивается yt = 50 С, то термоПары rK-CA и НК-НК выдают термо-ЭДС при температурах до 500 С и свыше

500 С соответственно (табл. 2) . из таблица 2 видно, что сигнал, выдаваемый термопарой НК-СА в диапазоне температур от 450 до 800 С практически одного порядка (от 0,9 до 1,11 мв), а сигнал, выдаваемый термопарой НЖ-HK

При температуре 800 С, в пять раз превышает сигнал этой термопары пр.л

450» С. Поэтому термопара НЖ-НК более предпочтительна для прчменения ее в дифференциальных термодатчиках, реа-гирующих на скоро"ть нарастания в диапазоне высоких температур (500 - 700 C).

ПрименениЕ предлагаемой термопары в термодатчиках для систем =игналиэацин о пожаре на современных самолеfax типа ТУ-144 при работе в теплонапряженных режимах (с эксплуатационной температурой до 500 С) дает большой (хотя и не поддающийся точному расчету ) экономический эффект. Этот эффект заключается в исключении ложного срабатывания системы сигнализации о пожаре и уменьшении количества вынужденных посадок, Мз есть в повышении надежности и безопасности и злета.

698924

Т а б л и ц а 2

Е (мв ) (îC) (QC) НК-CA

H)((-НК

400

350

+0,75 50

450

400

+Д,9

500

450

550

500

600

550

650

600

700

650

750

700

50 .0, 6 -0, 61

800

750

И ст очи и к и и нформа ции, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР . Р 64451, кл. G 01 К 7/02, 1944.

2. Сборник, Исследование сплавов для термопар, Гипроцветметобоаботка, вып. XXXIll под редакцией И,Л.Рогенберга, М., Металлургия, 1971, с. 55.

ЦНИИП И 3аказ 7462/22

Тираж 766 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4

Формула изобретения

Термопара, состоящая из двух электродов, положительного и отрицатель- 25 ного, отличающаяся тем, что, с целью повышени я надежности ее работы при высоких температурах (свыше 500 C), в качестве положительного электрода использован же- 30 лезоникелевый сплав (t%) а в качестве отрицательного электрода использован никелькобальтовый сплав (НК) .

<О 91 .0, 94

+1р01

+0,99

<.1,01

+0,91

tl 11

-О, 21

-О, 12

<0,28

f0133 0,5

<О 52