Термометр сопротивления для измерения температуры жидкой среды и способ его изготовления

 

Изобретение относится к термометрии и позволяет получить датчик с низкой тепловой инерционностью, предназначенный преимущественно для измерения температуры жидкой среды в бурильных скважинах на различной глубине. Путем термического испарения в вакууме на подложку из окиси алюминия осаждают адгезионный слой никель-хрома , на него возгонкой осаждают слой никеля толщиной 400-500 А. Полученную заготовку в этом же вакууме нагревают при 300-400°С в течение 10-20 мин. Затем слой никеля утолщают до 2300-2900 А путем электролитического осаждения. Посредством фотолитографии на подложке формируют меандр и нагревают термометр сопротивления на воздухе при 230- 255°С в течение 42-48 ч. после чего осуществляют его настройку до заданного сопротивления. Подложка с нанесенными на ней слоями никель-хрома и никеля зас крепляется в корпусе, плотно охватывающем ее и пластину слюды, отделяющей от (у) корпуса чувствительный элемент из никеля. - 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .РЕСПУБЛИК Ы 1636699 А1 (says G 01 К 7/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1ь,". )i Jk, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (89) BG/38286 (21) 7773646/10 (22) 13.11.84 (31) 63091 (32) 16.11,83 (33) BG (46) 23.03.91. Бюл. М 11 (71) Предприятие эа геофизични проучвания и геоложко картиране (BG) (72) Стойчо Минчев Стойчев, Марина Иванова Аройо, Марин Стоянов Стоянов и Александр Цонев Иванов (BG) (53) 536.531(088.8) (54) ТЕРМОМЕТР СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЛЯ

ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЖИДКОЙ

СРЕДЫ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к термометрии и позволяет получить датчик с низкой тепловой инерционностью, предназначенный преимущественно для измерения темпераИзобретение относится к термометрии, а именно к датчикам, предназначенным для измерения температуры жидкой среды в бурильных скважинах на различной глубине, и способу их изготовления.

Известен термометр сопротивления, содержащий размещенные в корпусе чувствительный элемент на подложке (патент

Франции М 2393285, кл. G.01 К7/16, 1979).

Недостатком известного датчика является низкая механическая прочность при воздействии повышенного давления.

Известен термометр сопротивления, содержащий керамическую подложку с на- . несенным на нее термочувствительным элементом в виде слоя никеля в форме меандра (Мартон И. П., Токарский P. Б. Чувствительный тонкослойный датчик температуры. туры жидкой среды в бурильных скважинах на различной глубине. Путем термического испарения в вакууме на подложку из окиси алюминия осаждают адгеэионный слой никель-хрома, на него возгонкой осаждают слой никеля толщиной 400 — 500 А. Полученную заготовку в этом же вакууме нагревают при 300 — 400 С в течение 10 — 20 мин, Затем слой никеля утолщают до 2300 — 2900 А путем электролитического осаждения. Посредством фотолитографии на подложке формируют меандр и нагревают термометр сопротивления на воздухе при 230255 С в течение 42 — 48 ч. после чего осуществляют его настройку до заданного сопротивления. Подложка с нанесенными на ней слоями никель-хрома и никеля закрепляется в корпусе, плотно охватывающем ее и пластину слюды, отделяющей от корпуса чувствительный элемент иэ никеля.

2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Экспресс-информация, приборы и элементы автоматики и вычислительной техники, ноябрь, 1979, М 42 (1) . Недостатком известного термометра сопротивления является сравнительно высокая инерционность.

Известен способ изготовления термометра сопротивления, заключающийся в осаждении в вакууме слоя чистого никеля на керамическую подложку, термической обработке в вакууме 9 на воздухе и формировании меандра для увеличения сопротивления ("г). Недостатком известного способа является невозможность получения датчика с сопротивлением большим, чем 600 Ом, с низкой тепловой инерцией.

Цель изобретения — снижение постоянной времени термометра сопротивления, а

1636699 также обеспечение его сопротивления больше 600 Ом, без затруднений при настройке, На фиг. 1 показан термометр сопротивления, поперечный разрез; на фиг. 2 — конфигурация меандра, сформированного посредством фотолитографии, Термометр сопротивления (фиг. 1) содержит полированную керамическую подложку 1 из А!гОз с содержанием примесей ($102, М90, MnО и др.) 0,3-0,5 мас,%, толщииой 0,5 — 0,6 мм и размерами 10 Х 24 мм, на которую осаждены адгезионный слой 2 никель-хрома и слой 3 никеля толщиной 23002900 А в виде меандра, размещенную в корпусе 4 из медной фольги и пластину слюды 5, изолирующую никелевый слой 3 от корпуса. леандр 6 (фиг. 2) снабжен контактными площадками 7 и шунтами 8 для настройки.

Термометр сопротивления изготавливают следующим образом.

Путем термического испарения в высоком вакууме (5 10 Точч) на подложку 1

Осаждают слой никель-хрома, толщиной 80—

100 А. На него, не нарушая вакуум, возгонкой осаждают слой никеля толщиной 400-500 А.

В этом вакууме в течение 10 — 20 мин полученную заготовку нагревают при 300 — 400 С, Затем слой никеля утолщается путем электролитического осаждения до размера

2300 — 2900 А. Посредством фотолитографии на подложке 1 формируют меандр 6. Затем термометр сопротивления нагревают на воздухе при 230 — 255 С в течение 42-48 ч и осуществляют его настройку до.заданного сопротивления. На контактных площадках 7 мягким припоем закрепляются выводы. На поверхность чувствительного элемента накладывается пластина слюды 5 и подложка

1 с нанесенными на нее слоями 2 и 3 устанавливается в корпусе 4.

При изменении температуры окружающей среды изменяется сопротивление датчика. Электрический сигнал регистрируется

45 электроизмерительным прибором, проградуированным в единицах температуры.

Изготовленный по предлагаемому способу термометр сопротивления имеет низкую инерционность 0,7 с, при скорости среды 0,3 м/с, его сопротивление 2000 Ом.

В диапазоне 20 — 140 С линейность изменения сопротивления ++ 0,3%, Датчик может надежно работать в бурйльных скважинах с давлением 600 атм, Формула изобретения

1, Термометр сопротивления для измерения температуры жидкой среды, содержащий керамическую йодложку и термочувствительный элемент из никеля, выполненный в виде меандра, о т л и ч а юшийся тем, что в него ввецены слой никель-хрома толщиной 80 — 100 А, нанесен- ный на подложку, выполненную из окиси алюминия с содержанием примесей 0,3—

0;5 мас.%, пластина слюды и корпус, выполненный из медной фольги, причем термочувствительный элемент толщиной

2300-2900.A нанесен на слой никель-хрома и отделен пластиной слюды от корпуса, плотно охватывающего ее и подложку.

2,.Способ изготовления термометра сопротивления для измерения температуры жидкой среды, заключающийся в осаждении в вакууме слоя чистого никеля и формирования меандра, о тл и ч а ю шийся тем, что на подложку путем термического испарения в высоком вакууме наносят слой ниа кель-хрома толщиной 80 — 100 А,,а затем— слой никеля толщиной 400-500 А, нагревают полученную заготовку в высоком вакууме при 300 — 400 С в течение 10 — 20 мин, увеличивают слой никеля путем электролитического осаждения до толщины 2300-2900 А, формирование меандра производят посредством фотолитографии, затем нагревают термометр сопротивления на воздухе при

230 — 255 С в течение 42 — 48 ч, после чего осуществляют его настройку.

1636б99

Составитель В.Зыль

Техред M.Moðãåíòàë

Корректор М.Самборская

Редактор Л.Зайцева

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 809 Тираж 392 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5