CN104299737A - 一种提高热敏电阻在真空环境下阻值稳定性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高热敏电阻在真空环境下阻值稳定性的方法。使用本发明能够提高真空环境下热敏电阻的阻值稳定性。本发明首先构建了一个高温除气系统,然后在高温除气系统中,通过高温烘烤除气去除残留在电阻内的气体,减小由气体挥发带来的温度变化引起的阻值变化,从而提高热敏电阻的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及热敏电阻技术领域,具体涉及一种提高热敏电阻在真空环境下阻值稳定性的方法。
背景技术
在超高真空环境下工作的设备,如部分卫星有效载荷,需要采用热敏电阻进行控温。普通热敏电阻是在大气环境下工作的,在真空环境中,由于散热方式的改变(大气中有对流、传导、辐射散热,在真空中只有辐射散热),热敏电阻中残留的气体挥发会影响热敏电阻的温度,且残余气体挥发为不可逆过程,挥发出的气体不会再被吸附,随着电阻内部的气体挥发的速度变化,阻值同步在变化,造成阻值的不稳定。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种提高热敏电阻在真空环境下阻值稳定性的方法,能够提高真空环境下热敏电阻的阻值稳定性。
本发明的提高热敏电阻在真空环境下阻值稳定性的方法,包括如下步骤:
步骤1,构建除气装置;
所述除气装置包括抽气系统、超高真空室、石英舟、氮气瓶和加热系统,其中,抽气系统由机械泵、磁悬浮分子泵、插板阀和电磁阀组成,机械泵与磁悬浮分子泵相连,机械泵通过电磁阀与超高真空室连接,磁悬浮分子泵通过插板阀与超高真空室连接;超高真空室由石英玻璃管制作;石英舟放置在超高真空室内的中间位置,用于放置热敏电阻;加热系统放置在超高真空室的内部,用于对超高真空室进行加热;氮气瓶通过截止阀与超高真空室连接;其中,所有阀的初始状态为关闭状态;
步骤2、将热敏电阻放置于石英舟上,采用抽气系统将超高真空室的真空度抽至10-4Pa以下;
步骤3、采用加热系统加热超高真空室,使得超高真空室的温度在2小时内达到450℃,然后保温36h;
步骤4、打开截止阀,向超高真空室中充氮气,在2小时内将超高真空室温度降至室温;再将超高真空室系统压力在4小时内降至大气压,取出热敏电阻。
有益效果:
采用本发明方法处理后的热敏电阻在真空环境下的阻值变化小,阻值稳定性好,利于温度控制;同时,发明方法简单,容易实现。
附图说明
图1为本发明采用的除气装置示意图。
图2为本发明流程图。
图3为烘烤前后热敏电阻阻值变化对比图。
其中,1-机械泵,2-磁悬浮分子泵,3-插板阀,4-电磁阀,5-超高真空室,6-加热系统,7-冷规,8-截止阀,9-石英舟,10-氮气瓶。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例,对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种提高热敏电阻在真空环境下阻值稳定性的方法,通过高温烘烤除气去除残留在电阻内的气体,减小由气体挥发带来的温度变化引起的阻值变化,从而提高热敏电阻的稳定性。
热敏电阻采用陶瓷材料烧结,内部的残留气体主要有N2、H2O,低分子量的碳氢化合物等。在高温真空烘烤时,这几种残留气体的出气高峰都出现在400℃之前,为了保证除去残留气体,又不破坏热敏电阻的微结构,本工艺选择的温度为450℃。在试验中发现,保温时间达到36h,就可以满足热敏电阻阻值稳定性要求。
本发明方法采用如图1所示的除气装置,利用在超高真空环境下高温烘烤热敏电阻,除去热敏电阻内部的残留气体,同时在真空下退火,改善热敏电阻中的陶瓷材料的晶格。
所述除气装置包括抽气系统、超高真空室5、石英舟9、氮气瓶10和加热系统6,其中,抽气系统由机械泵1、磁悬浮分子泵2、插板阀3和电磁阀4等组成,用于对系统抽真空,以满足试验所需的真空度,其中,机械泵1与磁悬浮分子泵2相连,机械泵1通过电磁阀4与超高真空室5连接,磁悬浮分子泵2通过插板阀3与超高真空室5连接。超高真空室5由石英玻璃管制作,最高可以加热到1000℃。石英舟9放置在超高真空室5的内部,用于放置热敏电阻;加热系统6放置在超高真空室5的内部,用于对超高真空室5进行加热,其控温精度为0.1℃,氮气瓶10通过截止阀8与超高真空室5连接,用于在降温时向超高真空室5中充氮气,一方面可以保护热敏电阻,防止由于降温产生的水等与热敏电阻材料反应,另一方面也有利于抽气系统工作,保持超高真空室5的超高真空度。
具体步骤如下:
步骤一、将热敏电阻放置于石英舟内,并置于超高真空室的中间位置,此处的温度均匀性最好。采用抽气系统将超高真空室的真空度抽至10-4Pa以下,具体为:先用机械泵将超高真空室5抽至粗真空,关闭电磁阀,再打开插板阀将系统抽至超高真空;
步骤二、采用冷规监测超高真空室的真空度,当超高真空室的真空度达到10-4Pa以下时,采用加热系统对超高真空室开始加热,加热时应注意控制升温速率,以减小石英玻璃管变形产生的应力;超高真空室的温度在2小时内达到450℃;
步骤三、待超高真空室的温度达到450℃后,保温36h;
步骤四、保温36h后,打开截止阀8,向超高真空室中充氮气,在2小时内将超高真空室温度降至室温;再将超高真空室系统压力在4小时内降至大气压,最后取出热敏电阻。
至此,就完成了真空环境下高温烘烤热敏电阻来提高阻值稳定性的新方法。
烘烤前后,热敏电阻阻值变化对比如图3所示,可以看出通过高温烘烤后的热敏电阻阻值稳定。
综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种提高热敏电阻在真空环境下阻值稳定性的方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1,构建除气装置;
所述除气装置包括抽气系统、超高真空室(5)、石英舟(9)、氮气瓶(10)和加热系统(6),其中,抽气系统由机械泵(1)、磁悬浮分子泵(2)、插板阀(3)和电磁阀(4)组成,机械泵(1)与磁悬浮分子泵(2)相连,机械泵(1)通过电磁阀(4)与超高真空室(5)连接,磁悬浮分子泵(2)通过插板阀(3)与超高真空室(5)连接;超高真空室(5)由石英玻璃管制作;石英舟(9)放置在超高真空室(5)内的中间位置,用于放置热敏电阻;加热系统(6)放置在超高真空室(5)的内部,用于对超高真空室(5)进行加热;氮气瓶(10)通过截止阀(8)与超高真空室(5)连接;其中,所有阀的初始状态为关闭状态;
步骤2、将热敏电阻放置于石英舟(9)上,采用抽气系统将超高真空室(5)的真空度抽至10-4Pa以下;
步骤3、采用加热系统(6)加热超高真空室(5),使得超高真空室的温度在2小时内达到450℃,然后保温36h;
步骤4、打开截止阀(8),向超高真空室(5)中充氮气,在2小时内将超高真空室温度降至室温;再将超高真空室系统压力在4小时内降至大气压,取出热敏电阻。
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