CS268045B1

CS268045B1 - Temperature sensor

Info

Publication number: CS268045B1
Application number: CS878419A
Authority: CS
Inventors: Josef Ing Dedic; Petr Ing Benes
Original assignee: Dedic Josef; Petr Ing Benes
Priority date: 1987-11-23
Filing date: 1987-11-23
Publication date: 1990-03-14
Also published as: CS841987A1

Abstract

Uspořádáni teplotního čidla se týká oboru měřici techniky pro vysokotlaké aparatury. Teplotní čidlo pro vysokotlaká nástroje typu BELT je řešeno s ohledem k přímá teplotní kalibraci. Podstatou řešení Je, že k lisovníku dosedá těleso doteku čidla ee středovým otvorem pro uloženi žáruvzdorného těliska s kapilárami pro uloženi vývodů elektrického článku e dále opatřené dvěma příčnými drážkami pro tlakově-elektříčkou ochranu k vyvedeni konců elektrického článkuThe arrangement of the temperature sensor relates to the field of measuring technology for high-pressure apparatus. The temperature sensor for high-pressure instruments of the BELT type is designed with regard to direct temperature calibration. The essence of the solution is that the sensor contact body abuts the punch with a central hole for accommodating a refractory body with capillaries for accommodating the terminals of the electric cell and is further provided with two transverse grooves for pressure-electric protection for the termination of the ends of the electric cell

Description

Vynález se týká teplotního čidla vysokotlakého nástroje typu BELT pro přímé teplotní kalibrace.The invention relates to a temperature sensor of a BELT type high-pressure instrument for direct temperature calibration.

Přímé měření skutečné teploty pomocí termočlánků, je u vysokotlakých nástrojů, zvláště u nástrojů pro syntézu diamantů, polykrystelů na bázi diamantu nebo kubického nitridu bóru, jen velmi obtížné. Obtížnost přímého snímání teploty u vysokotlakého nástroje typu BELT je daná jednak vlastni skladbou komor a systémem těsnění vysokotlakého nástroje, především však velmi vysokými hodnotami tlakových hladin, které jsou zde dosahovány a to 3 až 10 GPa.Direct measurement of the actual temperature by means of thermocouples is very difficult with high-pressure instruments, especially those for the synthesis of diamonds, diamond-based polycrystals or cubic boron nitride. The difficulty of direct temperature sensing in the BELT type high-pressure tool is due to the composition of the chambers and the sealing system of the high-pressure tool, but above all to the very high values of pressure levels achieved here, namely 3 to 10 GPa.

Dosud známé způsoby měření teploty pomocí elektrického článku používají pro boční vývody elektrických článků upravené těsnící kornouty, vnitřní těsnění komor nebo pomocné teflonové kroužky, to však znamená, žs vývody elektrického článku jsou vedeny v blízkosti vysokotlaké matrice. Tato místa se vyznačují obzvláště vysokými hodnotami tlakových gradientů a značným stupněm posuvu materiálu a smykových hladin.Previously known methods of measuring temperature by means of an electric cell use modified sealing cones, internal chamber seals or auxiliary Teflon rings for the side outlets of the electric cells, but this means that the outlets of the electric cell are routed close to the high-pressure die. These places are characterized by particularly high values of pressure gradients and a considerable degree of material displacement and shear levels.

Uvedené nevýhody odstraňuje teplotní čidlo vysokotlakého nástroje typu BELT pro přímé teplotní kalibrace podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že k 11sovníku dosedne těleso doteku čidla se středovým otvorem pro uloženi žáruvzdorného tělíska s kapilárami pro uložení vývodů termo-elektrického článku a dále opatřené dvěma příčnými drážkami pro tlakově - elektrickou ochranu k vyvedení konců termo-elektrického článku.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the temperature sensor of the BELT type high-pressure tool for direct temperature calibration according to the invention, which consists in abutting the sensor contact body with a central hole for accommodating a refractory body with capillaries for accommodating thermocouple terminals and transverse grooves for pressure-electrical protection to lead out the ends of the thermo-electric cell.

Teplotní čidlo podle vynálezu, se vyznačuje jednoduchostí a spolehlivostí. Navíc umožňuje i úspornou práci s materiálem použitého elektrického článku, neboť vývody elektrického článku jsou vedeny nejkratšími cestami, což dovoluje konstrukční uspořádáni, kdy jsou vývody elektrického článku vedeny středem komory a těsně podél funkční plochy lisovniku, kde je nejpřiznivějšl napjatost. Značnou výhodou je univerzálnost teplotního čidla, neboř ho lze aplikovat na všechny skladby a velikost komor a na všechny systémy těsnění, které jsou zavedeny u vysokotlakých nástrojů typu BELT. Princip konstrukce teplotního čidla propůjčuje tomuto systému měření vysokou spolehlivost, účinnost, pohotovost, ale hlavně jednoduchost. Pomocí tohoto teplotního čidle lze měřit teplotu i v různých hloubkách syntézní sestavy, to znamená osové rozložení teploty v syntézní komůrce.The temperature sensor according to the invention is characterized by simplicity and reliability. In addition, it allows economical work with the material of the used electric cell, because the leads of the electric cell are guided by the shortest paths, which allows a design arrangement where the leads of the electric cell are guided in the center of the chamber and just along the functional surface of the punch where the most favorable tension. A significant advantage is the versatility of the temperature sensor, as it can be applied to all compositions and chamber sizes and to all sealing systems that are introduced in BELT-type high-pressure tools. The design principle of the temperature sensor gives this measurement system high reliability, efficiency, readiness, but above all simplicity. Using this temperature sensor, the temperature can also be measured at different depths of the synthesis assembly, i.e. the axial temperature distribution in the synthesis chamber.

Řešení podle vynálezu je zobrazeno na přiložených výkresech, přičemž na obr. 1 je řez teplotním čidlem, na obr. 2 je znázorněna sestava vysokotlakého nástroje a způsob umístění teplotního čidla v této sestavě.The solution according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a section of a temperature sensor, Fig. 2 shows an assembly of a high-pressure tool and a method of placing the temperature sensor in this assembly.

Z konstrukčního provedení vyplývá uspořádání sestavy nástroje složené z lisovníků 10. lisovnice 9, syntézní sestavy 6, těsnění 11. a doteku 7. Uložení vlastního čidla»je provedeno v doteku 8 s teplotním čidlem a sestává z tělesa 1 doteku 8 čidla, žáruvzdorného tělíska 2 s termoelektrickým článkem 4, spojem 5 termočlánku a tlakově-elektrické ochrany 3 pro ochranu vývodů.The design results in an arrangement of a tool assembly consisting of punches 10, die 9, synthesis assembly 6, seals 11 and a stylus 7. The mounting of the sensor itself is made in contact 8 with a temperature sensor and consists of a sensor body 1 8, a heat-resistant body 2. with thermocouple 4, thermocouple connection 5 and pressure-electric protection 3 for terminal protection.

Teplotní čidlo sestává z tělesa 1 doteku 8 čidla z vysokopevnostního materiálu, které je v přímém kontaktu s lisovnikem 10 vysokotlakého nástroje, a ve kterém je vytvořen středový otvor pro umístění žáruvzdorného tělíska 2 a dvě příčné drážky pro boční vývody obou konců termoelektrického článku 4. Žáruvzdorné tělísko 2, které je umístěno v ve středovém otvoru tělesa 1 doteku 8 čidla, má dva kapilární otvory, kterými jsou provlečeny vývody termoelektrického článku 4. Ve spodní části žáruvzdorného tělíska 2 je umístěn spoj 5 termočlánku. Oba vývody termočlánku 4 jsou po průchodu žáruvzdorným tělískem 2 vyvedeny příčnou drážkou nebo příčnými drážkami tělesa 1 doteku 8 čidla. Systém tlakově-elektrické ochrany 3 zabezpečuje oba vývody termočlánku 4 před mechanickým porušením a elektrickým kontaktem při průchodu v drážce tělesa 1 doteku 8 čidla a v těsnění vysokotlakého nástroje, kdy jsou oba vývody přitisknuty na kuželové plochy lisovniku 10» Tlakově-elektrická ochrana 3 vývodů termoelektrických článků 4, je význačná svými dobrými kluznými vlastnostmi a vysokým elektrickým odporem. Vlastní aplikace teplotníhoThe temperature sensor consists of a sensor contact body 8 of high-strength material, which is in direct contact with the punch 10 of the high-pressure tool, and in which a central hole is formed for the refractory body 2 and two transverse grooves for the side outlets of both ends of the thermoelectric cell 4. the body 2, which is located in the central opening of the body 1 of the sensor contact 8, has two capillary openings through which the terminals of the thermoelectric cell 4 are threaded. After passing through the refractory body 2, the two terminals of the thermocouple 4 are led out by the transverse groove or transverse grooves of the body 1 of the sensor contact 8. The pressure-electrical protection system 3 secures both terminals of the thermocouple 4 against mechanical failure and electrical contact when passing in the groove of the sensor body 1 and in the high-pressure tool seal, when both terminals are pressed against the conical surfaces of the punch 10 »Pressure-electrical protection 3 of thermoelectric terminals Article 4, is characterized by its good sliding properties and high electrical resistance. Custom application of temperature

CS 268 045 Bl čidla v sestavě vysokotlakého nástroje je následující.CS 268 045 Bl of the sensor in the high pressure tool assembly is as follows.

Do navrtaného otvoru v syntézní sestavě 6, je zasunuta sestava doteku 8 s teplotním čidlem, které spolu β dotekem 7 umožňuje přenos tlakové sily z obou lieovníků 10, V prvé fázi lieováni jsou vývody teplotního čidla vmáčknuty do hmoty těsněni 11. Syntézní sestava 6, dotek 7, dotek 8 s teplotním čidlem a obě těsnění 11, jsou uloženy do dutiny lisovnice 9. V případě, že dojde k natlakování syntézní sestavy na vyšší hodnoty tlaků, lze použít teplotní čidlo pouze jedenkrát.A stylus assembly 8 with a temperature sensor is inserted into the drilled hole in the synthesis assembly 6, which together with the β stylus 7 allows the transmission of compressive force from both veneers 10. In the first treatment phase, the temperature sensor outlets are pressed into the seal mass 11. Synthesis assembly 6 7, the contact 8 with the temperature sensor and both seals 11 are accommodated in the cavity of the die 9. In case the synthesis assembly is pressurized to higher pressures, the temperature sensor can be used only once.

Pro těleso 1 doteku 8 čidla může být použit stejný druh materiálu, jako pro vlastní dotek 7 lisovníku 10, který je u vysokotlakých nástrojů typu BELT vyráběn z kvalitní nástrojové oceli.The same type of material can be used for the body 1 of the sensor contact 8 as for the actual contact 7 of the punch 10, which is made of high-quality tool steel in the case of high-pressure tools of the BELT type.

Teplotní čidlo podle vynálezu je řešeno tak, aby vývody elektrického článku procházely jen oblastmi, kde působí pouze trojosá tlaková napjatost /osa sestavy vysokotlakého nástroje/ a dvojosá tlaková a jednoosá tahová napjatoat /žlábek doteku a těsnění vysokotlakého nástroje/» V těchto popsaných oblastech je porušení termočlánku jen málo pravděpodobné.The temperature sensor according to the invention is designed so that the outlets of the electric cell pass only through areas where only triaxial compressive stress (axis of high pressure tool assembly) and biaxial compressive and uniaxial tensile stress (contact groove and seal of high pressure tool) act. thermocouple unlikely.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Temperature sensor for high-pressure instruments of the BELT type for direct temperature calibrations, characterized in that a sensor body / 1 / of the sensor / 8 / provided with a central hole for accommodating a refractory body / 2 / with capillaries for accommodating the terminals of an electric cell / is placed next to the punch / 10 /. 4 / and further provided with two transverse grooves for pressure electric protection / 3 / for leading the ends of the terminals of the electric cell / 4 /.