Высокотемпературный тензорезистор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ Совэ СоветскихСоциалистическихРеспублик) М.К 3271281 25 С 01 В 7/18 присоединением заявки3) Приоритет Государственный комите СССР ио делам изобретений и открытий(54) ВЫСОКОТЕМПЕРАТУР НЗОРЕЗИСТОР ой вэ Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения динамических деформаций различных деталей, работающих при высоких .температурах, например лопаток колес и направляйщих аппаратов газовых турбин.Известен высокотемпературный тензорезистор, содержащий жестко закрепленную на тензометрируемой детали электроиэоляцнонную подложку, выполненную из жаростойкого цемента, чувствительный элемент, размещенный на подложке, и защитный электроизоляцнонный слой, выполненный из жарост кого цемента, с помощью которого чу ствительный элемент и выводные проводники прикреплены к подложке 13.Недостатком указанного тенэорезистора является то, что он имеет малый ресурс при воздействии высоких температур порядка 900-1000 С и динамических (вибрационных) еформаций порядка Е = +(400-600) 10 . Например, ресурс 50 тенздрезисторов с чувствительными элементами из проволоки сплава Н 80 Х 20 диаметром 0,04 мм при 6 динамических деформациях с = +400 10 и температуре 1000 оС составляет (390-458) 10 циклов деформирования,что в ряде случаев является совершенно недостаточным для получения данных, необходимых для достоверной оценки напряженного состояния деталей. газотурбинных двигателей.Малый ресурс указанного тензорезистора обусловлен образованием микротрещин в цементной подложке под воздействием высоких температур и динамических деформаций. Причиной разрушения чувствительного элемента и, следовательно, малого ресурса тензорезистора является возникновение локальных концентраций напряжений проволочной решетки чувствительного эле мента в местах ее пересечения микротрещинами. Растрескивание цемента при высоких температурах тем больше, чем больше разность коэффициентов температурного расширения материалов тенэометрируемой детали и цемента.Известен также высокотемператур ный тенэорезистор, содержащий электро. изоляционную подложку в виде слоя сплавленных между собой частиц маро- стойкого окисла, чувствительный элемент, размещенный на подложке, и защитный электроиэоляционный слой, вы полненный иэ жаростойкого окисла и закрепляющий чувствительный элементна электроизоляциочной подложке.Частицы жаростойкого окисла при ихнанесении на поверхность исследуемойдетали, сплавляясь между собой, образуют прочное покрытие, выдерживающеевысокие температуры (порядка 1000- 51100 С) без образования микротрещин 2 7Недостаток этого тензореэисторазаключается в том, что он имеет малыйресурс при воздействии высоких температур и динамических деформаций,Например, ресурс 50 тензорезисторов с чувствительными элементами изпроволоки сплава Н 80 Х 20 диаметром0,04 мм при динамических деформацияхЯ =+400-10 ь итемпературе 1000 Ссоставляет (218-330) 10 циклов деформирования.Причиной малого ресурса этих тензорезисторов является то, что в процес 2 Осе нанесения защитного слоя, закрепляющего чувствительный элемент тензо- .резистора на подложке, под воздействием расплавленных частиц жаростойкого окисла, летящих с большой скоростью, макропроволока чувствительногоэлемента получает значительные повреждения,1Цель изобретения - повышение ресурса высокотемпературного тензорезистора при измерении динамических деформаций.Указанная цель достигается тем,чтов высокотемпературном тензорезисторе,содержащем электроизоляционную подлож 35ку в виде слоя, сплавленных между собойчастиц жаростойкого окисла, чувствительный элемент, размещенный на подложке, защитный электроизоляционныйслой, закрепляющий чувствительный элемент на электроизоляционной подложке,выполнен из жаростойкого цемента.На чертеже представлена конструкция высокотемпературного тензорезистора. 45Тенэорезистор состоит нз электроизоляционной подложки 1 в виде сплавленных между собой частиц жаростойкого окисла, например АХ 0, жесткосвязанной с поверхностью тензометрируемой деталью 2, чувствительногоэлемента 3 с выводными проводниками,4 и защитного электроизоляционногослоя 5, выполненного из жаростойкогоцемента, крепящего чувствительныйэлемент с выводными проводниками кэлектроизоляционной подложке,Процесс изготовления тензорезистора заключается в следующем.Проводят пескоструение тензометрируемой детали 2 в месте, установки б 0тензорезистора, Наносят электроизоляционную подложку 1 из жаростойкогоокисла, например Л 10 З, методом гаэопламенного или плазменного напыления. Размещают и закрепляют чувстви- б 5 тельный элемент 3 тензорезистора свыводными проводниками 4 на подложке1 при помощи временных перемычек,выполненных, например, из полосоклейкопластиря, ленточкного нихромаи т.д Наносят защитный слой 5 изжаростойкого цемента на участкичувствительного элемента 3 с выводными проводниками 4, свободные отвременных перемычек, Проводят воздушную сушку слоя цемента для егоотверждения, удаление временных церевычек с чувствительного элемента ивыводных проводников, окончательноенанесение защитного слоя цемента научастки чувствительного элемента ивыводных проводников, находящихсяпод временными перемычками. Эатемпроводятвоздушную сушку защитногослоя цемента с последующей термической обработкой тензорезистора,Основное преимущество предлагаемой конструкции тензорезистора заключается в том, что его ресурс при900-1000 ОС и динамическихдеформациях Е = + (400-600) 10 в 5-8 развыше ресурса тензорезисторов известных конструкций.ФПричина повышенного ресурса этого тензорезистора заключается в том,что в его конструкции чувствительный элемент расположен на электроизоляционной подложке в виде слоясплавленных между собой частиц жаростойкого окисла, практически неподверженного расстрескиванию привысоких температурах, а защитныйэлектроизоляционный слой, закрепляющий чувствительный элемент, выполнениз жаростойкого цемента, при нанесении которого не происходит повреждение чувствительного элемента,Формула изобретенияВысокотемпературные тензорезистор, содержащий электроизоляционную подложку в виде слоя сплавленных между собой частиц жаростойкого окисла, чувствительный элемент, размещенный на подложке, и защитный электроизоляционный слой, закреплянций чувствительный элемент на электроизоляционной подложке, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения ресурса тензорезистора при измерении динамических деформаций, защитный электро- изоляционный слой выполнен из жаростойкого цемента.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Высокотемпературные тензодатчики. Сб. статей под ред.Н,П.Клоковой, М., "Машгиз", 1963,с. 73-77,2. Авторское свидетельство СССРР 275487, кл. С 01 В 7/18, 1968970091 ПП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная Ф Составитель АРедактор С. Тараненко ТехредМ, Надь Заказ 8367/46 ВНИИПИ Гос по делам 113035, МоскТираж 614дарственного кизобретений иа, Я, Раушс Босой Корректор У. Пономаренко Подписноемитета СССРткрытийая наб., д. 4/