Датчик теплового потока

СОКИ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 1 09) 01) ИЗ ОБРЕТЕНИЯЬСТВУгу Лги"аф" еплофизи рьяноваль ство СССР 08, 1976. во СССР 08, 1980. ериал егведен моленин ком Никель Молибд Железо О ПОТОКА,ую в тепло ное УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ(46) 30,10.86, Бюл, У 4 (71) Институт техническ ки АН УССР(72) М,Е,Гуревич, Л.В.Г Ю.П.Золотаренко и Ю.Н,К (53) 536.629.7(088.8) (56) Авторское свидетел Бф 502242, кл. 0 О 1 К 17Авторское свидетельс В 972269, кл. 6 01 К 17 4)(57) ДАТЧИК ТЕПЛОВ держащий вмонтирован 504 С 01 К 17/О ающую стенку и выполненную Ге-М 1 термоэлектрическую лектроды которой обраэоваами, находящимися в аустемартенситном состояниях, а ю щ и й с я тем, что, асширения диапазона измередновременном повышении прочрактеристик датчика, в мабатареи дополнительно ибден при следующем соотноонентов, мас.Х:21-24н 4-9 восприним из сплава батарею, ны участк нитном и о тлич с целью р ний при о ностных хИзобретение относится к теплометрии и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйствадля измерения нестационарных тепловых потоков.Известен датчик теплового потока,содержащий теплоприемную пластинуи термобатарею, одноименные спаикоторой расположены на двух воспринимающих поверхностях пластины.Недостатком известного датчикаявляется низкая точность измеренияв условиях меняющихся тепловых потоков из-за выполнения спаев термобатареи из различных материалов,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату к предлагаемому является датчик теплового потока, содержащий вмонтированную в тепловосприцимающую стенку и выполненную из сплава Ге-М 1 термоэлектрическую батарею, электроды которой образованы участками, находящимися в аустенитцом и мартенсцтцом состояниях.Недостатком указанного датчика является то, что он работает в относительно узком температурном интервале, нижняя граница которого определяется температурой начала прямого (М) мартенситного превращения 1 аустецитцый участок термоэлектробатареи начинает переходить в мартенсит), а верхняя граница определяется началом обратного (А) мартенситного превращения (мартенсит начинает перестраиваться в аустенит). Кроме того, данный датчик характеризуется относительно низкими прочностнымихарактеристиками.Целью изобретения является расширение диапазона измерений при одновременном повышении прочностных характеристик датчика. Поставленная цель достигается тем, что в датчике теплового потока, содержащем вмонтированную в тепловоспринимающую стенку и выполненную из сплава Ге-М 1 термоэлектрическую батарею, электроды которой образованы участками, находящимися в аустенитном и мартенситном состояниях, в материал его батареи дополнительно введен молибден при следующем соотношении компонентов, мас. .;Никель 21-24Молибден 4-9Железо Остальное Такой состав сплава обусловленследующим. Для того, чтобы стабильная аустенитная структура была получена при достаточно низкой темпера 5 туре, необходимо, чтобы суммарное содержание добавок в железе было неменее 25 маси це превышало33 мас.%. Тогда термоэлектробатарея,изготовленная из указанного сплава,1 О будет иметь характеристику, близкуюк линейной (отклонение от линейности не превышает 3%)Введение в сплавдобавок молибдена расширяет диапазонрабочих температур датчика за счет15 повышения температуры обратного мартенситного превращения. Например,длясплава железо 24 мас.%, никеля4 мас. . характеристические точки молибдена М=-74 С, А=436 С, для спла 20 ва железо 21 мас,%, никеля 9 мас. молибдена М=-76 Су Ац 483 С, Длясравнения у известного сплава железо31 мас.%, никеля М=-70 С, А=330 С.При меньшем содержании молибдена25 (менее 4 мас. ) понижения точки Ми повышения Ая не наблюдается, присодержании молибдена более 9 мас.%происходит стабилизация превращения(твердость по Виккерсу). Легировациемолибденом (твердый раствор замещения) повышает прочностные характеристики сплава железо-никель от 15(при 4 мас.Мо) до 25(прн. 9 мас. Мо) твердости сплава, При этом пластичность сплава практически не снижается, что позволяет изготавливатьиз него тонкую (ф до 50 мкн) проволокудля датчиков теплового потока,Сплав обрабатывают для получения мартенситной структуры, Путем45навивки спирали изготавливают термоэлектробатарею датчика, участки которой подвергают нагреву для образования аустенитной структуры (обратное мартенситное превращение),Образованные таким образом электроды термоэлектробатареи изготовлены из одного материала, находящегося в различных структурных состояниях,55 В момент прихода теплового импульса термоэлектробатарея генерируеттермо-ЭДС, пропорциональную градиенту температуры между горячими и хоЗаказ 5752/35 Тираж 778 Подгисное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 3 1267 лодными спаями термопар, которую регистрируют измерительным прибором.Предлагаемый датчик теплового потока надежен в работе н позволяет расширить температурный диапазон из 176 4мерений на 60-657. по сравнению с известным датчиком из сплава железо- никель при одновременном повьппении на 15-25 его прочностных характеристик.