Pierwszenstwo: Opublikowano: 31.X.1967 54223 KI. 42 i, 6/02 MKP G 01 k tót CZYTELNIA Patentowego Twórca wynalazku: Zbigniew Szczepanik-Dzikowski Wlasciciel patentu: Przedsiebiorstwo Automatyki Przemyslowej Przed¬ siebiorstwo Panstwowe, Warszawa-Falenica (Polska) Gazowy czujnik temperatury Przedmiotem wynalazku jest gazowy czujnik temperatury stosowany w termometrach cisnienio¬ wych rejestratorach, regulatorach temperatury itp. aparatach pomiarowych.Stosowane obecnie czujniki skladaja sie jako z glównych czesci ze zbiornika gazu, przewodu ka¬ pilarnego i elementu sprezystego (rurki Bourdone, membrany, mieszka sprezystego itp.). Wymienione czesci skladowe czujnika sa laczone w zespól przez spawanie lub lutowanie. Zbiornik gazu stanowi czesc czujnika poddawana dzialaniu mierzonej temperatury. Cisnienie gazu wzglednie jego zmia¬ ny pod wplywem temperatury wywoluja odksztal¬ cenie elementu sprezystego wyzyskane do pomiaru temperatury.Wada stosowanych obecnie czujników jest nie¬ dostateczna gazoszczelnosc. Po dluzszym sklado¬ waniu wzglednie uzytkowania cisnienie gazu wewnatrz czujnika spada, obnizajac klase do¬ kladnosci przyrzadu i robi go czesto niezdolnym do uzytku. Powodem tego zjawiska sa mikro- nieszczelnosci scianek czujnika, w szczególnosci zas nieszczelnosci spoin i lutowan, oraz dyfuzja gazu poprzez sciany czujnika. Opisana wada jest szczególnie dotkliwa przy pracy czujników w wy¬ sokich temperaturach i przy stosowaniu skadinad pozadanego wysokiego cisnienia wewnatrz czuj¬ nika.Celem wynalazku jest praktyczne usuniecie wplywu zjawisk obnizajacych cisnienie wewnatrz 10 15 25 30 czujnika. Cel ten zostal osiagniety przez oslonie¬ cie dodatkowo zbiornika gazu oraz ewentualnie miejsc spawanych i lutowanych, a takze calego lub czesci przewodu kapilarnego, oslona herme¬ tyczna wypelniona wewnatrz podobnym gazem i bedacym pod podobnym cisnieniem, jak gaz wy¬ pelniajacy czujnik.Rpzwiazanie takie przedluza wielokrotnie okres eksploatacyjny aparatu, pozwala na stosowanie czujników do pomiaru, wzglednie wysokich tem¬ peratur oraz na stosowanie wyzszych niz zazwy¬ czaj cisnien gazu wypelniajacego czujnik.Wynalazek zostanie blizej objasnipny na przy¬ kladzie wykonania przedstawionym na rysunku na którym pokazano czesc zbiornikowa i czesc z ele¬ mentem sprezystym polaczone przewodem kapi¬ larnym w przekroju osiowym. Zbiornik pomiaro¬ wy gazu 2, przewód kapilarny 8 oraz element sprezysty 12 polaczone sa przez spawanie w calosc i napelnione gazem pod okreslonym cisnieniem.Zespól ten stanowi wlasciwy czujnik temperatu¬ ry. Jest on otoczony oslona hermetyczna sklada¬ jaca sie ze 'zbiornika zewnetrznego 1 i przewodu zewnetrznego 7, tak uksztaltowanego od strony elementu sprezystego, ze czesciowo przewód zew¬ netrzny 7 obejmuje element sprezysty 12 i oslania miejsce spawania elementu 12 z podstawka 11 tworzac przy tym komore o okreslonej objetosci.Oslona hermetyczna 1, 7 wypelniona jest podob¬ nym gazem bedacym pod podobnym lub nieznacz- 5422354223 3 nie róznym cisnieniem jak gaz wypelniajacy czuj¬ nik wlasciwy. Czujnik wlasciwy 2, 8, 12 napelnia¬ ny jest poprzez zaspawany po napelnieniu tubus pompowy 10, podobnie oslona hermetyczna 1, 7 poprzez tubus pompowy 5 osloniety, przed mecha¬ nicznym uszkodzeniem czujnika, ochraniaczem 6.Znaczna róznica cisnienia gazu wewnatrz oslo¬ ny hermetycznej 1, 7 i otaczajacej atmosfery po¬ woduje pewien przeciek gazu na zewnatrz przez mikr©nieszczelnosci i dyfuzje podobnie jak to ma miejsce w czujnikach obecnie stosowanych miedzy zbiornikiem pomiarowym i atmosfera. Podczas, gdy w zwyklych czujnikach powoduje to obnize¬ nie klasy przyrzadu, az do jego niezdatnosci, to w przypadku czujnika wedlug wynalazku powo¬ duje to jedynie nieznaczne obnizenie cisnienia w oslonie hermetycznej 1, 7. Wynikla stad róznica cisnienia miedzy gazem wypelniajacym oslone hermetyczna 1, 7 i gazem wypelniajacym wlasci¬ wy czujnik pomiarowy 2, 8, 12 jest w stosunku do róznicy cisnienia wewnatrz oslony hermetycznej i zewnetrznego cisnienia atmosferycznego prak¬ tycznie nieporównywalna tak, ze spowodowany nia przeciek gazu ze zbiornika pomiarowego 2 do oslony hermetycznej ma tylko teoretyczne znacze¬ nie.Podlkreslic takze nalezy, ze gdy róznica cisnienia gazów miedzy oslona hermetyczna i otoczeniem istnieje od poczatku w pelnej wartosci, to róznica cisnienia gazów miedzy oslona hermetyczna, a zbiornikiem pomiarowym narasta wolno w czasie* oo korzystnie wplywa zwiekszajac wielokrotnie dlugotrwalosc eksploatacyjna aparatu. Skutecz¬ nosc dzialania' oslony hermetycznej 1, 7 mozna podniesc jeszcze bardziej przez wytworzenie we¬ wnatrz oslony hermetycznej 1, 7 nieznacznie wiekszego cisnienia powodujacego, w pewnym okresie czasu eksploatacji aparatu, przeplyw gazu w dopuszczalnej klasa przyrzadu wielkosci z oslo¬ ny hermetycznej do zbiornika pomiarowego, a po uplywie tego okresu czasu cisnienie gazu w oslo¬ nie hermetycznej obnizy sie przez przeciek w kie¬ runku odwrotnym. Oczywiste jest, ze skutecznosc dzialania oslony hermetycznej rosnie takze z obje¬ toscia przestrzeni wypelnionej gazem. Czujnik wlasciwy 2, 8, 12 oraz oslone hermetyczna 1, 7 na¬ pelnia sie tym samym gazem, lub róznymi gazami o odpowiednich wspólczynnikach dyfuzji.Stosunek objetosci czesci ogrzewanych i zim¬ nych oslony hermetycznej tak sie dobiera aby nie 10 15 róznil sie znacznie od analogicznego stosunku w odniesieniu do czujnika wlasciwego.Wprowadzenie oslony hermetycznej powoduje zwiekszenie stalej czasowej urzadzenia. Wplyw ten mozna ograniczyc stosujac dopuszczalne w tej konstrukcji ciensze scianki zbiornika pomiarowe¬ go 2, gdyz zbiornik ten nie jest narazony na dzia¬ lanie znaczniejsizyeh róznic cisnien od wewnatrz i zewnatrz. Stala czasowa mozna tez korzystnie zmniejszyc dbajac o dostatecznie dobre polaczenie mechaniczne zbiornika zewnetrznego 1 oraz zbior¬ nika pomiarowego 2, co poprawia przewodzenie ciepla. Podobny efekt mozna osiagnac wypelnia¬ jac czesciowo oslone hermetyczna materialem syp¬ kim lub cieklym dobrze przewodzacym cieplo (np. opilki metalowe, ciekle metale itp.)* W praktyce przyrzad mozna tak wykonywac, aby uzywana zazwyczaj oslone zabezpieczajaca przed wplywem temperatury i uszkodzeniami me¬ chanicznymi, w której umieszcza sie czujnik wy¬ zyskac równoczesnie w czesci lub calosci jako oslone hermetyczna 1, 7. PL