Способ изготовления батареи термопар

(яи Н 01 Е. 35 ЗОБРЕТ НИЯ У ТЕЛ с,аа ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Иркутский государственный педагогический институт(56) Савинский Ю.В. и др, Измерительная техника, 1978, М 1, с. 71-73.Авторское свидетельство СССР М 545021, кл, Н 01 ) 35/34, 1975, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАТАРЕИ ТЕРМОПАР Изобретение относится к технике бастарей термопар, используемых в качестветермоэлектрических батарейных преобразователей теплового потока для измерения температур или для получения электроэнергии.Известны способы изготовления батареи термопар нанесением покрытий на термо: электродный провод путем гальванического осаждения на оголенные участки другого материала. Их недостатком является слож. ность изготовления батареи термопар ЯНаиболее близким к изобретению явля-.ется способ изготовления батареи термопар путем намотки термоэлектродной проволоки на каркас, предварительно укладывая на него дополнительный изолированный провод, и проведения после. этого гальванического нанесения второго термоэлектрода в . струе электролита, позволяющий создать спай электродов на строго заданном участ 2 (57) Назначение: предна зования в качестве терм ритных преобразователе Цель изобретения - уп ния. Сущность изобрете на каркас укладывают половину каркаса, обра ке участки с различно структурой путем терм лоизолированных участ изменения первоначал стояния, после чего у цию. 1 з.п, ф-лы,2 ил,значено для испольоэлектрических габай теплового потока. рощение изготовления: после намотки теплоизоляцию на зуют на проводний кристаллической ообработки нетепков проводника до ьного фазового содаляют теплоизоля аа ке. Недостатком способа является сложность изготовления батареи термопар, связанная с трудоемкостью операции по - ф гальваническому нанесению второго эле- Д мента, ОЦель изобретения - упрощение про- ( р цесса изготовления. Поставленная цель р достигается тем, что согласно способу изготовления батареи термопар путем намотки термоэлектродной проволоки на СА каркас, термоэлектродную проволоку переводятв однофазное состояние, наматывают ее на каркас непосредственно с а последующей укладкой теплоизоляции на половину каркаса, формируют чередующиеся участки сразличной кристаллической структурой путем термообработки другой половины и удаляют теплоизоляцию. При этом термообработку проводят до температуры окончания фазового перехода,Заявляемый способ отличается от извест- скую структуру имеет материал в исходныйного тем, что наполовину каркаса с намотан- момент: низко-(ОЦК решетка) или высоконой на него термоэлектродной проволокой, температурную (ГЦК решетка). Если в перпереведенной в однофазное состояние, на- воначальном состоянии проводник имеетносят теплоиэоляцию; которую удаляют по низкотемпературную кристаллическуюсле проведения термообработки другой структуру, тодля получениялокальныхучаполовины до температуры окончания фазо- стков с высокотемпературной кристаллической структурой эти участки нужноПри этом отпадает необходимость в йс- кратковременно нагреть до гемпературыпользовании материала на второй элемент 10 полного фазового перехода, например ОЦК -фи не нужно проводить трудоемкую опера- -фГЦК, Как:правило, всплавахжелезаэтатемцию по гальваническому нанесению этого пература порядка 500-600"С. Например,для сплава 30 мас.М и 70 мас,Ее онаоИспользование полиморфных сплавов; равна 550 С,испытывающих фазовые превращения, по Если же проводник в первоначальныйзволяет получить термобатареи в виде неог- момейт имеет высокотемпературную (ГЦК)раниченного количества термоэлементов, решетку, то для получения локальных участсоединенных последовательно, ков с низкотемпературной (ОЦК) модификаНа фиг, 1 показан пример технического цией, эти участки необходимо охладить доисполнения предлагаемой термобатареи. 20 температуры, обеспечивающей максимальПроводник из полиморфного сплава 1 изо- ный ГЦК -фОЦКфазовый переход, Какправигнут в виде спирали таким образом, Что ло, достаточно охладить участки проводникапереходные области 2 между участкамй с иэ сплавов на основе железа до температувысокотемпературной 3 и низкотемпера- ры кипения жидкого азота (78 К). Эксперитурной 4 фазами поочередно находятся ли ментально показано, что на величину ЭДСбо у нагревателя 5, либо у холодильника б.не влияет как осуществляется перевод вТермоЭДС, возникающая йа концах про- другую фазу локальных участков: поочередводника за счет разницы температур нагре- но или одновременно всех, Этот факт позвователя и холодйльника, регистрируется ляет упростить технологию и получатьприбором 7. При подключении нагрузки 8 в 30 одновременно любое требуемое количествоцепи протекает термоток. участков с разными фазовыми составами.Для создания батареи в проводнике 1 НавеличинутермоЭДСсущественноевлиянеобходимо образовать последователь- ние оказывает полнота фазового перехода;ность чередующихся областей с низкотем-. чем больше количество новой фазы (полнеепературной 4 и высокотемпературной 3 35 фазовый переход),тем вышетермоЭДС.фазами, которые составляют ряд последо- Рассмотрим способ изготовления батавательно включенных термоэлементов и реитермопарс использоаанием проволокимежду которыми отсутствуют соединения сплава 30 й - 70 Ре. Для получениякак таковые., однофаэного состояния (ГЦК - структуры),Полученная таким путем батарея термо необходимого для. обеспечения максимальпар представляет собой бесконтактный нойполнотыфазовогоперехода, проволокупроводник неограниченной длйны и произ- отжигают при температуре не менее 973 К ивольного сечения, изготовленный из пол- охлаждают. При комнатнойтемпературеееиморфного сплава на основе железа, наматываютспирально на каркас 9, половиимеющий определенным образом чередую ну которого теплоизолируют, для чего пощиесяучасткисразличнойкристаллической верх намотанной проволоки плотноструктурой. Таким образом на концах изо- укладываютмеднуюфольгу 10 степлоизолягнутого проводника при нагреве первой ционной тканью 11, а вторую половину опу" группы переходныхобластейиохлаждения скают в жидкий азот (охлаждают довторой возникает термоЭДС, величина ко температуры 78 К) (фиг. 2). Охлаждение доторой зависит от числа термоэлементов и этой температуры обеспечивает у -фа переразности темйерэтур нагревателя и холо- ход, в половине каждоговитка спиральнойдильника. При этом необходимо учесть, чтонамотки и чередование участков с у- и а-,температуры нагревателя и холодильника фазами, образующих элементы термопар,недолжны выходить из интерваластабиль соединенные последовательно, После возности низко- и высокотемпературной фаз. действия холодом теплоизоляцию удаляют,Участки с различной кристаллической Предлагаемый способ отличается отструктурой проводника из полиморфного ныне известных технологичностью, что по- .сплава можно получить двумя способами в зволяет автоматизировать производствозависимости от того, какую кристалличе1793493 2 Составитель А. УшаковТехред М, Моргентал Коррек П дактор то Подписноетениям и открытиямская наб., 4/5 аз 508 ВНИИПИ Государс Тиражного комитета по из 35, Москва, Ж, Р при ГК Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 термобатареи с любым количеством термопар; не требует больших энергетических затрат; экологически чист, так как не требует Ф о р мул а изобретения 1. Способ изготовления батареи термопар путем намотки термозлектродного проводника на каркас, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения изготовления, после намотки на каркас укладывают тепло- изоляцию на половину каркаса, образуют на проводнике участки с различной кристаллической структурой путем термообработки использования химических реактивов и дает воэможность получать в эксплуатациибесконтактные термобатареи,нетеплоизолированных участков проводника до изменения первоначального фазового состояния, после чего удаляют теплойзоляцию.2. Способ поп,1,отличающийся тем, что, с целью получения максимального значения термоЭДС, термоэлектродный проводник изготавливают из пьлиморфного сплава на основе железа.