Датчик температуры

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 740 601 К 7 6 ЕТ СССРОТНРЦТФЮ ГОСУДАРСТВЕННПО ДЕЛАМ И О О В 24(54)(57) ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий герметичный корпус, заполненный термочувствительной средой, и. электроды, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности датчика, в .качестве термо" чувствительной среды использован металл ыелочной,группы,. введенный в меиэлектродное прострайство .в коли.честве (0,4-2)10 ф Фот объема полости корпуса.1026021 Изобретение относится к измерениютемпературы и может быть использовано для измерений в высокотемпературном диапазоне.Известен термодатчик, в которомиспользуется свойство термочувствительной среды резко изменять электрическое сопротивление при нагреведо температуры фазового перехода (11.Недостатками такого термодатчика являются невозможность осущест" 1 Овления измерений при высоких температурах, а также эффективного использования его в режиме непрерывногозамера из-за сравнительно низкойчувствительности. 15Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является датчик температуры в виде газоразрядной ячейки, подключенной к источнику питания (2),Однако известный датчик, предназначенный для измерения высоких температур по величине ионного тока,обладает невысокой чувствительностью.25Цель изобретения - повышениечувствительности датчика.Поставленная цель достигается тем,что в датчике температуры, содержащем герметичный корпус, заполненныйтермочувствительной средой, и электроды, в качестве термочувствительнойсреды использован металл щелочнойгруппы, введенный в межэлектродноепространство в количестве (0,4-2)10от объема полости корпуса,35На Фиг.1 показан датчик температуры, общий вид; на фиг.2 - его токовые характеристики для различныхметаллов, используемых в качестветермочувствительной среды при напряженин электропитания датчика 0=10 В,Датчик содержит полый корпус 1,электроды 2 и 3, подключенные черезрегистрирующий прибор 4 к источнику 5электропитания, Межэлектродное пространство б заполнено термочувствительной средой - металлом щелочной группы в количестве (0,4-2)10 ф:и от объема внутренней полостикорпуса 1. 50 Предлагаемый термодатчик позволяет проводить измерение в широком температурном диапазоне, нижняя граница которого соответствует температуре испарения щелочного металла, а верх няя определяется только прочностнымк характеристиками материала корпуса и электродов, он обладает высокой чувствительностью, реализует возможность использования низковольт ньж источников электропитания. Устройство работает следующимобразом. Электрод 2 датчика закрепляют на поверхности 7 измерения (либо датчик помещают в среду, температуру которой необходимо измерить), и на электроды 2 и 3 от источника 5 электропитания подают напряжение 0 порядка 0,1-10 В. При нагреве происходит, испарение термочувствительной среды и, вследствие того, что металлы щелочной группы имеют низкий потенциал ионизации, термическая ионизация ее паров, что обеспечивает протекание через датчик электрического тока.С изменением температуры меняется степень ионизаггии паров металла и величина электросопротивлениятермочувствительной среды, вследствие чего датчик работает в режиме термометра сопротивления, Приэтом плотность тока 3 определяетсязаконом ОмаЭ = б Е,где 6 - проводимость паров термочувствительной среды;Е - напряженность электрического поля в межэлектродном пространстве датчика, равная(без учета приэлектродныхэффектов) частному от деления напряжения Б электропитаниядатчика на величину межэлектродного расстояния.Нижний предел диапазона количествавводимого в датчик щелочного металласвязан с требованием обеспечения высокой чувствительности при использовании низковольтной аппаратуры, таккак в случае заполнения датчика веществом в количестве, меньшем0 410 з об,ф,проводимость паровщелочного металла (особенно лития)оказывается малой, внутреннее сопротивление датчика высоким, и необходимая чувствительность датчика может, быть обеспечена лишь принапряжении источника электропитания,превышакицем 200-500 В.Верхний предел диапазона определяется прочностными характеристикамидатчика и его ресурсом,; зависящим отстепени интенсивности взаимодействия химически высокоактивной термочувствительной среды с элементамиустройства. Наиболее эффективен режим работы терморезистивного датчика при температурах, превышакицих 1500-1800 К, тогда степень термической ионизацин щелочного металла резко возрастает, однако и при низких температурах, в частности ниже температуры испарения термочувствительной среды, за счет адсорбционных эффектов предлагаемый терморезистор оказывается эффективным устройством.Составитель Н.Соловьеактор А.Курах Техред М, Коштура ектор А.По аж 873 По арственного комитета СС изобретений и открытий ва, Ж, Раушская наб,писное Заказ 454 34 НИ Г деламМос 4/ 1130 ул. Про тф Филиал ППП ная,ро Испытания терморезистивного датчика, имеющего объем внутренней полости 3 смэ и электродами площадью 1 см, заполняемого литием, калием или цеэием, подтвердили эффективность его использования в диапазоне температур 700-3500. К и воэможность обеспечения в чувствительности науровне 5-10 мА/К при питании от низковольтного (П= 3-10 В) источникаэлектроэнергии.При этом плотности тока, дости гаемыу в датчике, находятся на уровне 10-10 фА/мф,