Способ повышения надежности крепления датчика температуры к поверхности керамических материалов

Изобретение относится к испытательной технике, преимущественно к технике проведения тепловых испытаний образцов и изделий из керамических материалов при радиационном нагреве.

При наземной отработке конструкции теплонагруженных элементов летательных аппаратов проводят тепловые испытания материалов, которые воспроизводят эксплуатационный тепловой режим посредством радиационного нагрева. В процессе испытаний температура контролируется датчиками температуры (термопарами), закрепленными на поверхности образцов и изделий так, чтобы не нарушалась целостность конструкции и прочностные свойства изделия.

Известен способ крепления термопары на поверхности керамического материала термостойким клеем (Температурные измерения: Справочник / Отв. ред. Геращенко О.А. Киев: Наук. Думка, 1989. 704 с.), выбранный в качестве прототипа. При этом термопара приклеивается по всей длине термоэлектродов термостойким клеем. Недостатком этого способа является ненадежность крепления термопары при измерении температуры поверхности изделий из керамических материалов вследствие различия температурных коэффициентов расширения керамики и материала термоэлектродов. В зоне рабочего спая возникают температурные напряжения, приводящие к разрыву термопары при остывании. Таким образом повторный нагрев возможен только при демонтаже и повторной наклейке термопары.

Задачей данного изобретения является повышение надежности крепления термопары на поверхности керамического материала при интенсивном радиационном нагреве.

Задача решается тем, что предложен способ повышения надежности крепления датчика температуры к поверхности керамического материала, включающий - крепление спаянных без королька термоэлектродов с помощью термостойкого клея, термоэлектроды помещают в кварцевые трубки, имеющие коэффициент температурного расширения, близкий по значению с керамическим материалом, и приклеивают к поверхности термостойким клеем, при этом кварцевые трубки удалены от места рабочего спая на расстоянии равном 20 диаметрам термоэлектрода.

Изобретение поясняется конкретным примером крепления датчика температуры предложенным способом.

Термопара изготовлена из термоэлектродов диаметром 0,2 мм. На расстоянии 8 мм от спая термоэлектроды помещены в кварцевые трубки с наружным диаметром 1,4 мм. Проводился нагрев при плотности потока падающего излучения 35 Вт/см² в течение 50 с. Температура поверхности керамического материала достигала 1100°С. На фиг. показана микрофотография термопары после 5 циклов нагрева - остывания. Повреждения термопары не обнаружены. Показания термопары воспроизводятся с погрешностью не более 5°С, что доказывает повышение надежности заявляемого способа по сравнению с прототипом более, чем в 5 раз.