Способ изготовления малогабаритныхнизкотемпературных датчиков темпе-ратуры

Сотоз СоветскикСоциалистическиеРеспублик ОПИСАНИЕ ИЗОВеРЕТЕН Ия к авторскому сеидетельств и 807078(53)М. Кл,6 01 К 7/16 с присоеринениеет заявки 3 В 9 вударетевяюВ кеиятет СССР аа делен яаабретеяяй я втярытяй)Н, Б. Брандт, И. В. Голубцов и В. Н. НсеяковМосковский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знаменигосударственный университет им. М. В. Ломоносова(84) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАЛОГАБАРИТНЫХ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ДАТЧИКОВ ТЕМПЕРАТУРЫ Изобретение относится к температурным измерениям и может быть использоф вано при изготовлении низкотемпературных датчиков температурыеИзвестен способ изготовления датчиков температуры, заключающийся в термообФ работке спресованной в таблетку смеси сырого и предварительно обоженного нефтяного пека 11.Однако датчики, полученйые таким образом, имеют большие габариты, чтот 1 ограничивает их применение для исследо ванин малогабаритных объектов, набгиодения быстрых тепловых процессов атн ,снятия карт распределения температуры ,по поверхности неболыпих обьвктов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности, является способ изготовления малогабаритных низкотемпературных датчиков температуры, заключающийся в создании термочуватвительного угольного элемента вокруг двух близкорасположенных прододов. 2. При изготовлении датчиков ъ мпературы пасту, содержащую мелкодисперсный ГРаФит, наносят на небольшой участок двух близко расположенных медных проволочек с предварительно снятым с этого участка лаковым покрытием 2. Недостатком этого способа является то, что полученные таким образом датчики температуры обладают много меньшей чувствительностью, чем угольные термометры с массивным термочувствительным эле.ментом, а также худшими шумовыми характеристиками.Цель изобретения - разработка способа изготовления малогабаритных датчиков температуры, обеспечивающего повышение чувствительности датчиков температуры, снижение уровня шумов, а также обеспечивающего возможность получения датчиков температуры с высокой чувствительностью для различных температурных областей.Поставленная цель достигается тем, сто,заготовку из двух соприкасающихся15 30 проводов покрытых лаковой изоляцией подвергают нагреву в газовой зашитновосстановительной среде до 780-850 С,Ю выдерживают при этой температуре 10- 15 мин, охлаждают, сохраняя защитную среду, а после охлаждения покрывают токопровод 1 ящим слоем и защитным покрытием, при этом используют медный привод с лаковым покрытием ПЭВ.У датчиков, произведенных по 1 Опредлагаемой технологии, чувствительный угольный слой создается непосредственно на проволоке графитизацией ее 1 собственного лакового покрытия, образуя сплошной тонкий слой, плотно прилегающий к проволочке, являющейся одновременно токоподводящим и несущим элементом датчика.На чертеже представлен датчик температуры, реализующий предлагаемый: 2 о способ, общий вид.Медные проволочки 1 покрыты угольным сдоем 2 (бывший лак), обе проволоч - ки на небольшом участке покрыты электропроводящим слоем 3, соединяющим 25 их электрически и механически. Вместе они закрыты защитным покрытием 4, немного заходящим на свободные концы проволок.Изготовление датчиков температуры осуществляют следующим образом.Сложенные вместе две медные проволочки диаметром 0,02-0,07 мм в лаке ПЭВнаматывают, например в виде двойной спирали с шагом около 1 мм на металлический или кварцевый каркас в виде параллелепипеда. Каркас с намотанной на него двойной спиралью помещают внутрь отрезка .медной толстос. ечной трубы длиной около 10 см и диаметром 2,5-3 см. Там же размещают спай термспары, по которой контролируется режим обжига. Медную трубу помещают в кварцевую трубу соответствующего диаметра, которую затем в45 канал обычной трубчатой электропечи Через кварцевую трубу производят принудительный продув водородом иди любым инертным газом, обогащенным парами этилового спирта (газ пропускается через сосуд со спиртом), Перед началом продувки кварцевая труба предва - рительно откачивается и несколько раз "прополаскивается защитным газом. Давление проходящего газа атмосферное, скорость продува 20-100 сммии. Конечная температура обжига 780-850 С дости 0 гается за 2-3 ч, выдерживается 10- 15, мин, затем печь включается. Указанные времена обеспечивают достаточную равномерность нагрева, однородность температурного поля печи и точную фиксацию конечной, (максимальной) температуры обжига, их увеличение уже практически не сказывается на свойствах получаемых датчиков.Конечная температура обжига определяет параметры .термсдатчика; сопротивление Я при комнатной температуре и скорость его роста при понижении температуры, Повышение температуры стжига понижает сопротивление Я и .скорость его роста с понижением температуры.Получение да 4 тчиков с величиной сопротивления 10-10 Ом (наиболее удобный для измерения диапазон) в заданном рабочем интервале температур обеспечивается выбором конечной температуры обжига Указанные пределы конечной температуры обжига (780-850 С) обеоспечивают получение датчиков для работы в области от комнатных до сверхнизких температур.Каркас с обожженной двойной спиралью извлекают на воздух после остывания печи. Не снимая спирали с каркаса на ее участки между прутками каркаса наносят капельки токопроводящей эпоксидной пасты и размазывают по обеим соприкасающим проволочкам на длинну 10-20 ее диаметров, замыкая их и образуя собственно датчик. После полимеризации пасты поверх нее и на соседние участки проволок наносят защитное покрытие, например эпоксидное общая длина этого участка 0,5-1 мм.Таким образом, каждый виток спирали на каркасе превращается в 2-4 датчика (в зависимости от конкретной геометрии каркаса). После затвердевания защитного слоя спираль разрезают на отдельные датчики. Предлагаемый способ позволяет изготовлять мадогабаритные низкотемпературные датчики, не уступающие .массивным по чувствительности и шумовым свойствам, причем можно получать датчики с заранее заданными характеристиками для более:добного применения в том иди ином температурном интервале путем изменения режима термообработки .в,указанных пределах.Датчики, изготовленные предлагаемым способом, могут быть эффективно использованы для гепловых, в особенности низкотемпературных исследовв.807078 8 Р Э Составитель В. КуликовТехред М. Рейвес Корректор Н. Григсрук Редактор В. Жиленко Заказ 269/62 Тираж 918 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ниях на объектах размером около 1 мм, в том числе при высоких давлениях, обесгечивая высокую точность измерений.Чувствительность датчиков составляет 10 -10 К в рабочей области температур. Малая постоянная времени теплового уравновешивания датчика, обеспечиваемая его малой массой, позволяет наблюдать быстрые тепловые процессы с характернымивременамидо" (в области температур единкц градусов К).формула изобретения1, Способ изготовления малогабаритных низкотемпературных датчиков температуры, заключаюшийся в создании термочувствительного угольного элемента вокруг двух близкорасположенных проводов, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности датчиков, заготовку из двух соприасаюшихся проводов покрытых лаковой изоляцией подвергают нагреву в газовойзащитно-восстановительной среде до 780 о850 С, выдерживают при этой температуре 10-15 мин, охлажде,л, сохраняяЗ защитную среду, а после охлажденияпокрывают токопроводяшим слоем и защитным покрытием,2, Способ по и, 1, о т л и ч а юш и й с я тем, что используют медный1 О провод с лаковым покрытием ПЭВ,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Михайлов Н, Н, Кагоновскчй А.Я.Угольные термометры сопротивления для15 низких температур, "Приборы и техникаэксперимента", % 3, 1961, с. 194.2. Заварицкий Н. В., Шальников А. И.Изготовление миниатюрных. угольныхтермометров сопротивления для низких2 Р температур. Приборы и техника эксперимента", М 1, 1961, с, 189 (прототип).