Термопара

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 270976 (21) 2407887/18-25 (51)М. Кл. с присоединением заявки Мо С 01 К 7/02 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) ТЕРМОПАРА 10 Изобретение относится к области измерительной техники и мажет найти применение в авиационной промышлен - ности, в частности, в термодатчиках для систем сигнализации о пожаре на самолетах и вертолетах.Известна термопара, содержащая два разнородных и соединенных между собой электрода, образующих один рабочий (в месте соедиения) и два свободных. конца, причем полокительный электрод состоит из никель-кобальтового сплава, а отрицательный из платины 1). Известна термопара НК-СА по Гост 6072-51, состоящая из двух термоэлектродов, одни концы которых соединены и образуют термочувствительный рабочий спай, а вторые концы свободны и служат для подсоединения к исполнительному блоку. Положительный термоэлектрод этой термопары выполнен из никель-кобальтового сплава - НК, содержащего алюминия 2,15, кремния О, 97, марганца 2, 14, углерода 0,03, кобальта 18, 36 , никель - остальное, а отрицатепьный электрод выполнен из специального алюмеля - СА, содержащего алюминия 3,1, кремния 1, 1,марганца 2, 32, углерода О, 042, кобальта 0,82, никеля - остальное 2) .тднако термоэлектрические характеристики этих термопар не отвечают требованиям, предъявляемым к дифференциальной термопаре, которая должнавыдавать при скорости нарастания температуры в диапазоне высоких температур (500-900 С), сигнал, превышающий сигнал, выдаваемый ею в диапазоне эксплуатационных температур (О 500 С) .В современных самолетах эксплуатационные температуры в защищаемых зонах (например в подкапотном пространстве двигатетя) достигают больших значений (до 500 аС). Скорости нарастания температур при выходе двигателяо на режим также значительны (до 8 С/сек 1 Поэтому известный термодатчикФ реагирукщий на скорость нарастания температуры, может выдавать ложный сигнал о пожаре при высокой эксплуатационной температуре.Цель изобретения - повышение на-, дежности работы термопары при высоких температурах (свыше 500 С).Создание такой термопары, термоэлектрическая характеристика которой позволяет при скорости нарастания тем"3,05 600 100 6,35 650 150 7, 39 700 200 8,39,41 750 0,38 0,85 300 800 350 1,6 400 450 500 2,5 3,41 и ературы получить сигнал в диапазоневысоких температур (500-900 "С) болеевысокого порядка, чем н диапазонеэксплуатационных температур 1(0500 С), можно достичь, если положительное значение термо-ЭДС термопарыбудет начинаться при температурах по 5Рядка 400 - 500 С,Это достигается тем, что н качествеположительного электрода использованжелезоникелевый сплав (1 Ж), а в ка-честве отрицательного электрода использован никелькобальтовый сплав (ЙК).Сплав НЖ получают известным способом электродуговой плавки. Специальных способов выплавки (типа электронно-лучевого, плазменного и т. и.) при 15этом не требуется, Термопару из предлагаемых материалов (М-НК) конструктивно можно выполнить из горячекатанныхпроволок без термической обработкии травления, Свариваемость такой пары хорошая.На чертеже изображены термоэлектрические характеристики., Кривая 1изображает термоэлектрическую характеристику известной термопары НК-СА, 25а кривая 2 - термоэлектрическую характеристику Епредлагаемой термопары НЖ-НК,Предлагаемая термопара НЖ-НК испытана в лабораторных условиях. В 30таблице 1 приведены результаты этихиспытаний и данные по известной термопаре НК-СА.Термодатчик с применением предлагаемой термопары работоспособен прилюбых указанных прбцентных содержанияхингредиентов и не выдает ложного сигнала при высоких эксплуатационныхтемпературах.Зависимость термо-ЭДС термопарыот температуры рабочего и свободныхкбнцов следующая:Еогде 1 - температура рабочего конца; - температура свободных концов. Известно, что дифференциальная термопара выдает сигнал при наличии скорости нарастания температуры за счет разности температур рабочего и свободных концов, возникающей при запаздывании прогрева 1 свободных концов по сравнению с прогревом рабочего конца. разность температур рабочего и свободных концов ь = 1 - й является функцией скорости нарастания температуры Ь = й( , ), где время. Если, при некотором режиме обеспечивается 41 = 5 ООС, то термоЙары ЯК-СА и НЖ-НК выдают термо-ЭДС при температурах до 500 С и сныше 500 С соответственно (табл, 2). из таблица 2 видно, что сигнал, выдаваемый термопарой НК-СА в диапазоне температур от 450 до 800 С практически одного порядка (от 0,9 до 1,11 мн), а сигнал, выдаваемый термопарой НЖ-НК При температуре 800 С , в пять раз превышает сигнал этой термопары при 450 фС. Поэтому термопара НЖ-ЯК более предпочтительна для прчменения ее в дифференциальных термодатчиках, реагирующих на скорость нарастания н диапазоне высоких температур (500 - 700 С). ПрименениЕ предлагаемой термопары н термодатчиках для систем :игналиэацин о пожаре на современных самоле)тах типа ТУпри работе н тепло- напряженных режимах (с эксплуатационной температурой до 500 С) дает большой (хотя и не поддающийся точному расчету) экономический эффект, Этот эффект заключается в исключении ложного срабатывания системы сигнализации о пожаре и уменьшении количества вынужденных посадок, ФЬ есть н повышении надежности и безопасности полета,.0, 61 800 750 50 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР.У 64451, кл, 6 01 К 7/02, 1944. 2. Сборник, Исследование сплавов для термопар, Гипроцветметобоаботка, вып. ХХХВ, под редакцией И,Л.Рогенберга, М., Металлургия, 1971, с. 55. ЦНИИП И Заказ 7462/2Тираж 766 Подписное Филиал ППП П г. Ужгород, ул ент 1 ПроектиаФормула изобретенияТермопара, состоящая из двух электродов, положительного и отрицатель ного, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности ее работы при высоких температурах (свыше 500 С), в качестве положительного электрода использован же лезоникелевый сплав (НФ), а в качестве отрицательного электрода использован никелькобальтовый сплав (НК). 40,91 .0, 94 +1,01 +0,99 +1,01 40,91 -1, 11