Термометр сопротивления

(ц 439709 Союз Советских Социввистических Республик(51) М. Кл, б 011 7/16 Гасударственный комитетСовета Министров СССРоа делам изобретенийи открытий(71) Заявитель Новосибирский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института транспортного сгроительства(54) ТЕРМОМЕТР СОПРОТИВЛЕНИЯ Изобретение относится к области термометрических измерений при геокрилогических исследованиях и может быть использовано во всех видах стационарных многолетних прецезионных измерений температуры среды с помощью термокартажных скважин.В практике гидрогеологических и геотермических исследований при изучении температурного режима грунтов, измерении температуры воды и гидросмесей, изучении технологических процессов, в наблюдениях за ходом температуры воздуха и т. д. широко применяются электрические термометры сопротивления, содержащие чувствительный элемент в виде проволочной спирали, намотанной на каркас из диэлектрического материала, или бескаркасный и залитый эпоксидной смолой и помещенный в защитный кожух,Однако известные конструкции имеют недостаточную стабильность характеристик, обусловленную несовершенством конструкций и технологии изготовления термометров сопротивления.Причины нестабильности, вызванные несовершенством конструкции термометров сопротивления, сводятся в основном к недостаточной герметичности оболочки, к появлению конденсата и его замерзанию внутри оболочки, где размещается измерительный элемент, вследствие различных температурных коэффициентов линейного расширения материалов изоляции и корпуса, а также постепенного изменения адгезивных свойств материалов в результате их старения.5 Известные способы устранения конденсатавнутри оболочки; удаление воздуха из оболочки путем ее нагревания, заполнение оболочки инертным газом (гелием) не позволяют полностью исключить появление конденса та, а заливка термочувствительного элементаэпоксидной смолой приводит к заметному силовому воздействию на проволочный чувствительный элемент из-за разных температурных коэффициентов линейного расширения смолы 15 и материала чувствительного элемента. Этотже недостаток характерен и для каркасных термометров сопротивления вследствие различных коэффициентов линейного расширения каркаса и проволоки.20 Причины нестабильности, вызванные несовершенством технологии изготовления термометров сопротивления, заключаются в неравномерности натяжения проволоки при намотке на плоские каркасы, скручивании и пере гибах проволоки при установке термочувстви.тельного элемента, выполненного в виде бескаркасной спирали, в длинные узкие металлические обоймы.Для повышения стабильности и срока служ бы в предлагаемом термометре термочувствительный элемент свободно размещен в вязкой неэлектропроводной гидрофобной жидкости, например в полисилоксане, внутри замкнутой обоймы.На чертеже показан описываемый медный термометр сопротивления, состоящий из термочувствительного элемента 1, выполненного из бифилярной медной проволочной многовитковой круглой спирали, помещаемой внутрь полого жесткого герметичного корпуса (обоймы) 2, заполненного вязкой гидрофобной диэлектрической жидкостью 3, температура замерзания которой от - 60 до - 70 С, а температура кипения значительно выше + 100 С. Герметизация достигается, например, заливкой корпуса 2 эпоксидной смолой 4. Таким образом, корпус термометра сопротивления состоит из двух замкнутых полостей 2 и 4 одна внутри другой. Обойма, в которой помещают термочувствительный элемент и вязкую жидкость, выполнена из двух частей, соединяемых при необходимости между собой стойкой в центре. Соединение может быть резьбовым, если обойма металлическая (исключая ферриты), клеевым или прессованным, если обойма пластмассовая, За счет этого достигается высокое качество контакта верхней защитной пластины (крышки) и корпуса обоймы. Стойка в центре обоймы повышает жесткость конструкции и позволяет получить замкнутую торообразную полость для помещения в нее термочувствительного элемента, исключающую возможность наложения и спутывания отдельных витков проволочной спирали. Если размеры обоймы невелики, стойку можно не делать. В корпусе обоймы имеются отверстия для ввода монтажных проводов 5, закрываемые пробкой из термопласта 6. Для того чтобы при заливке всего корпуса и подводящей части монтажных проводов эпоксидной смолой образовался гидравлический замок 7, исключающий возможность попадания влаги к местам соединения монтажных проводов и термочувствительного элемента, сразу после выхода проводов из обоймы в изоляции делаются кольцевые пазы.Внутрь корпуса после укладки многовитковой спирали наливают полисилоксановую5 жидкость 3 (например, полидиметилсилоксан)таким образом, чтобы термочувствительныйэлемент был полностью погружен в жидкость.Допускается наличие небольшого пузырькавоздуха внутри оболочки. Воздух играет роль10 компенсатора при температурном измененииобъема жидкости. Выбор полисилоксановойжидкости в качестве заполнителя полости, вкоторой свободно плавает термочувствительный элемент, объясняется тем, что жидкости15 группы полисилоксанов имеют хорошие диэлектрические свойства, вязки, имеют оченьнизкую температуру замерзания (от - 60 до- 70 С), температура кипения составляет110 - 215 С, обладают хорошей адгезией к ме 20 таллу и к полимерным материалам, применяемым в качестве изоляции монтажных проводов, и гидрофобны. Наличие такой жидкостив полости, где расположен термочувствительный элемент, полностью исключает всякую25 возможность проникновения туда влаги и,следовательно, опасность шунтирования замерзающей влагой. Низкая температура замерзания обеспечивает сохранение вязкихсвойств в пределах всего возможного диапаЗО зона изменения измеряемых температур пригеокриологических исследованиях (от + 50 до- 50 С) . Следовательно, всегда сохраняетсясвободное положение термочувствительногоэлемента и исключается силовое воздействие35 на него,Предмет изобретенияТермометр сопротивления, содержащий терм очувствительный элемент в герметичной 40 жесткой оболочке и выводы, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности и срока службы, термочувствительный элемент свободно размещен в вязкой гидр офобной неэлектропроводной жидкости, 45 например в полисилоксане, внутри замкнутойобоймы.Составитель Г. БеловГедактор С. ХейфицТехред Г. ДворинаКорректор Е. КашинаЗаказ 3721/11 Изд.1896 Тираж 760 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж-З 5, Раушская наб., д, 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2