Термометр сопротивления для измерения температуры жидкой среды и способ его изготовления

(53)5 6 01 К 7/16 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР1 ь,",. ЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Предприятие эа геофизични проучванияи геоложко картиране (ВО)(72) Стойчо Минчев Стойчев, Марина Иванова Аройо, Марин Стоянов Стоянов и Александр Цонев Иванов (ВО)(54) ТЕРМОМЕТР СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЖИДКОЙ СРЕДЫ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к термометрии и позволяет получить датчик с низкой тепловой инерционностью, предназначенный преимущественно для измерения темпераИзобретение относится к термометрии,а именно к датчикам, предназначенным дляизмерения температуры жидкой среды в бурильных скважинах на различной глубине, испособу их изготовления,Известен термометр сопротивления,содержащий размещенные в корпусе чувствительный элемент на подложке ( патентФранции М 2393285, кл, 6.01 К 7/16, 1979).Недостатком известного датчика являетсянизкая механическая прочность при воздействии повышенного давления,Известен термометр сопротивления,содержащий керамическую подложку с на- .несенным на нее термочувствительным элементом в виде слоя никеля в форме меандра(Мартон И. П., Токарский Р. Б. Чувствительный тонкослойный датчик температуры. туры жидкой среды в бурильных скважинах на различной глубине. Путем термического испарения в вакууме на подложку из окиси алюминия осаждают адгеэионный слой никель-хрома, на него возгонкой осаждают слой никеля толщиной 400 - 500 А. Полученную заготовку в этом же вакууме нагревают при 300 - 400 С в течение 10 - 20 мин, Затем слой никеля утолщают до 2300 - 2900 А путем электролитического осаждения. Посредством фотолитографии на подложке формируют меандр и нагревают термометр сопротивления на воздухе при 230- 255 С в течение 42 - 48 ч. после чего осуществляют его настройку до заданного сопротивления. Подложка с нанесенными на ней слоями никель-хрома и никеля закрепляется в корпусе, плотно охватывающем ее и пластину слюды, отделяющей от корпуса чувствительный элемент иэ никеля, 2 с,п, ф-лы, 2 ил. Экспресс-информация, приборы и элементы автоматики и вычислительной техники, ноябрь, 1979, М 42 (1) . Недостатком известного .термометра сопротивления является сравнительно высокая инерционность. Известен способ изготовления термометра сопротивления, заключающийся в осаждении в вакууме слоя чистого никеля на керамическую подложку, термической обработке в вакууме 9 на воздухе и формировании меандра для увеличения сопротивления ("г. Недостатком известного способа является невозможность получения датчика с сопротивлением большим, чем 600 Ом, с низкой тепловой инерцией.Цель изобретения - снижение постоянной времени термометра сопротивления, атакже обеспечение его сопротивления больше 600.0 м, без затруднений при настройке,На фиг. 1 показан термометр сопротивления, поперечный разрез; на фиг. 2 - конфигурация меандра, сформированного посредством фотолитографии,Термометр сопротивления (фиг. 1) содержит полированную керамическую подложку 1 из А 20 з с содержанием примесей 3102, МЯО, М и 0 и др.) 0,3-0,5 ма с, о, толщииой 0,5 - 0,6 мм и размерами 10 Х 24 мм, на которую осаждены адгезионный слой 2 никель-хрома и слой 3 никеля толщиной 2300- 2900 А в виде меандра, размещенную в корпусе 4 из медной фольги и пластину слюды 5, изолирующую никелевый слой 3 от корпуса. Меандр 6 (фиг. 2) снабжен контактными площадками 7 и шунтами 8 для настройки,Термометр сопротивления изготавливают следующим образом.Путем термического испарения в высоком вакууме (5 10 Точч) на подложку 1 осаждают слой никель-хрома, толщиной 80- 100 А. На него, не нарушая вакуум, возгонкой осаждают слой никеля толщиной 400-500 А, В этом вакууме в течение 10 - 20 мин полученную заготовку нагревают при 300 - 400 С, Затем слой никеля утолщается путем электролитического осаждения до размера 2300 - 2900 А. Посредством фотолитографии на подложке 1 формируют меандр 6. Затем термометр сопротивления нагревают на воздухе при 230 - 255 С в течение 42-48 ч и осуществляют его настройку до.заданного сопротивления, На контактных площадках 7 мягким припоем закрепляются выводы. На поверхность чувствительного элемента накладывается пластина слюды 5 и подложка 1 с нанесенными на нее слоями 2 и 3 устанавливается в корпусе 4.При изменении температуры окружающей среды изменяется сопротивление датчика. Электрический сигнал регистрируется 10 15 20 25 30 35 40 45 электроизмерительным прибором, проградуированным в единицах температуры.Изготовленный по предлагаемому способу термометр сопротивления имеет низкую инерционность 0,7 с, при скорости среды 0,3 м/с, его сопротивление 2000 Ом. В диапазоне 20 - 140 С линейность изменения сопротивления + 0,3 оь, Датчик может надежно работать в бурйльных скважинах с давлением 600 атм,Формула изобретения 1, Термометр сопротивления для измерения температуры жидкой среды, содержащий керамическую йодложку и термочувствительный элемент из никеля, выполненный в виде меандра, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в него ввецены слой никель-хрома толщиной 80 - 100 А, нанесен- ный на подложку, выполненную из окиси алюминия с содержанием примесей 0,3 - 0;5 мас., пластина слюды и корпус, выполненный из медной фольги, причем термочувствительный элемент толщиной 2300-2900.А нанесен на слой никель-хрома и отделен пластиной слюды от корпуса, плотно охватывающего ее и подложку.2, Способ изготовления термометра сопротивления для измерения температуры жидкой среды, заключающийся в осаждении в вакууме слоя чистого никеля и формирования меандра, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что на подложку путем термического испарения в высоком вакууме наносят слой нифкель-хрома толщиной 80 - 100 Аа затем - слой никеля толщиной 400 - 500 А, нагревают полученную заготовку в высоком вакууме при 300 - 400 С в течение 10 - 20 мин, увеличивают слой никеля путем электролитического осаждения до толщины 2300-2900 А, формирование меандра производят посредством фотолитографии, затем нагревают термометр сопротивления на воздухе при 230 - 255 С в течение 42 - 48 ч, после чего осуществляют его настройку..Заице каз 809 Тираж 392 ВНИИПИ Государственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Раупри ГКНТ СССР бинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Производственно-издательск Подписноениям и открытая наб., 4/5