Patent RU-77108-U1 (RU)
Title: Термопреобразователь
IPC: H01L35/00
Filed: 2008-05-08
Granted: 2008-10-10
Abstract: Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована при создании термопреобразователей, предназначенных для контактного измерения температур, в т.ч. высоких (до... ≈3000°С), с помощью термопар и термосопротивлений из тугоплавких металлов (например вольфрама), которые в обычных условиях разрушаются под действием химически активной газообразной среды при температурах гораздо ниже потенциально возможной рабочей температуры, для повышения точности и долговечности работы термопреобразователей, при работе термопреобразователей в средах водорода и других газов, активно поглощающихся металлами с образованием твердых растворов, приводящих к изменению ЭДС термопары и ухудшающих ее точность измерения. 
     Задачей является расширение температурного диапазона в сторону более высоких температур при увеличении срока службы, повышение точности измерений и расширение вида используемых сенсоров (термосопротивлений из тугоплавких металлов) при использовании более дешевых металлов для сенсоров. 
     Заявляемый термопреобразователь содержит чувствительный элемент 1, помещенный в защитную арматуру, состоящую из внутреннего и наружного керамических чехлов 2 и 3. Чехлы 2 и 3 выполнены из газоплотного термостойкого материала, например из оксида бериллия или оксида магния. В пространстве 4 между чехлами и в пространстве 5 между чувствительным элементом 1 и внутренним чехлом 2 отсутствуют химически активные газы, что обеспечивается созданием в них вакуума или заполнением их инертным газом, например аргоном. В нижней части пространство 4 между керамическими чехлами 2 и 3 заполнено уплотняющим элементом 6 в виде поджимающей засыпки. Наружный чехол 3 с помощью двух последовательно размещенных на нем штуцеров 6 и 7, стянутых между собой посредством винтов 8, через уплотняющий сальниковый ввод 9 соединен с корпусом 10 головки 11, в которой расположена клеммная колодка 12 с выводом 13. Нижнюю часть штуцера 6 и наружного чехла 3 плотно охватывает втулка 14 с выполненным в ее средней части прозрачным окошечком 15, под которой расположена стеклянная трубка 16, опирающаяся снизу на верхнюю кромку наружного чехла 3, а сверху упирающаяся в выступ штуцера 6. На внутренней стенке стеклянной трубки 16 напротив окошечка 15 нанесено напыление из геттера (на чертеже не показано и не обозначено) для индикации присутствия химически активных газов между чехлами 2 и 3. В стенке штуцера 6 выше втулки 14  
     также выполнено прозрачное окно 17, под которым также размещена стеклянная трубка 18, размещенная с упором между сальниковым вводом 9 и внутренним чехлом 2. На внутренней стенке стеклянной трубки 18 напротив окна 17 также нанесено напыление 19 из геттера, служащее для индикации присутствия химически активных газов во внутреннем чехле 2. Для создания и поддержания отсутствия химически активных газов 4 и 5 размещены геттеры 20, для нагрева которых снаружи чехла 3 размещена индукционная катушка 21, связанная с источником напряжения (на чертеже не показан). 
     Для контроля за отсутствием химически активных газов в пространствах 4 и 5 могут использоваться выведенные из них наружу и соединенные внутри них между собой геттером электрические контакты 22, протекание тока между которыми обеспечивает неразрушенный геттер. Разрушение геттера показывает отсутствие тока между контактами, что будет являться критерием нарушения работоспособности прибора. 
     Чувствительным элементом 1 может служить термопара из тугоплавкого материала или термосопротивление из тугоплавкого материала, например вольфрама. 
     Выполнение пространств между чехлами и во внутреннем чехле герметичными и свободными от химически активных газов в совокупности с наличием внутри этих пространств геттеров, обладающих свойствами связывать химически активные газы, обеспечивает достижение поставленной задачи. 
     Возможность использования термосопротивлений из тугоплавких металлов (например вольфрама) для работы с высокими температурами достигается за счет отсутствия необратимого увеличения сопротивления термосопротивления за счет его химического разрушения (главным образом окисления). 6 п.ф., 1 ил.