專利名稱：形狀記憶合金溫控報警探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種以Ni－Ti形狀記憶合金材料作為感溫元件，且用作溫控報警探測和開關(guān)以及溫控驅(qū)動的裝置。它屬于儀器分部中其它類不包括的熱敏元件技術(shù)領(lǐng)域。
溫控報警探測和開關(guān)裝置一般包含有殼體、感溫元件、控制觸點等。目前正在使用的溫控報警探測和開關(guān)裝置中的感溫元件基本上有三類雙金屬片感溫元件，低熔金屬感溫元件和半導(dǎo)體感溫元件。低熔金屬感溫元件用于一次性的溫控報警及開關(guān)裝置，一次斷開后即需及時調(diào)換。半導(dǎo)體感溫元件存在著元件易老化，而造成報警失真的缺陷。雙金屬片感溫元件存在二種不同金屬材料的復(fù)合層面，抗蝕性能很差，所以，必須安裝在密封盒內(nèi)，不能普遍適用于惡劣環(huán)境條件下的場合；由于雙金屬片感溫元件屬于間接感溫，所以，溫度控制不夠準(zhǔn)確；同時，由于雙金屬片感溫元件在裝置結(jié)構(gòu)中屬于懸臂梁結(jié)構(gòu)類型，且主要依靠不同金屬片膨脹系數(shù)的差別而產(chǎn)生翹曲，所以，相對變形量小，回復(fù)應(yīng)力小，相應(yīng)的驅(qū)動力就小，不能兼作驅(qū)動元件使用。
本實用新型的目的是要提供一種不需要密封容器，能在惡劣環(huán)境的場合中直接感溫，而且控溫準(zhǔn)確，使用壽命較長的溫控報警和開關(guān)裝置，同時，它又可作為溫控驅(qū)動裝置。
本實用新型的動作原理是將Ni－Ti形狀記憶合金材料制成薄型曲面殼體結(jié)構(gòu)形狀的感溫元件，在溫控區(qū)域內(nèi)，利用因溫度變化導(dǎo)致形狀記憶合金相變而產(chǎn)生的回復(fù)應(yīng)力與感溫元件結(jié)構(gòu)應(yīng)力的交互作用；當(dāng)感溫元件由凸變凹或由凹變凸時，會產(chǎn)生較大的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，而當(dāng)Ni－Ti記憶合金材料感溫通過相變區(qū)時，會產(chǎn)生較大的回復(fù)應(yīng)力，當(dāng)回復(fù)應(yīng)力小于結(jié)構(gòu)應(yīng)力時，感溫元件幾乎不產(chǎn)生變形，當(dāng)回復(fù)應(yīng)力大于結(jié)構(gòu)應(yīng)力時，感溫元件則產(chǎn)生突變(由凹變凸或由凸變凹)，從而通過連動機(jī)構(gòu)打開或關(guān)閉相應(yīng)的控制觸點。
以下結(jié)合附圖對本實用新型加以說明

圖1是在相變溫度以下時本實用新型的結(jié)構(gòu)狀況示意圖。
圖2是在相變溫度以上時本實用新型的結(jié)構(gòu)狀況示意圖。
圖3是帶有壓邊的感溫元件2的俯視圖。
圖4是帶有壓邊的感溫元件2的主視方向剖視圖。
圖5是不帶壓邊的感溫元件2的俯視圖。
圖6是不帶壓邊的感溫元件2的主視方向剖視圖。
本實用新型除了包含殼體4、感溫元件2、控制觸點5之外，還包含固定套環(huán)3、連動桿1；殼體4是中心對稱的圓柱狀結(jié)構(gòu)，殼體4外表面上部向外凸出一道凸環(huán)；殼體4內(nèi)表面中部向內(nèi)凸出一道凸環(huán)，該凸環(huán)厚度為1／3至1／2殼體4的圓柱高度，在該凸環(huán)所形成的圓柱孔中放置連動桿1；連動桿1的下端與控制觸點5的上觸點相接觸，連動桿1的上端與感溫元件2的中心部位相接觸；感溫元件2采用Ni－Ti形狀記憶合金材料，制成具有均勻厚度的曲面體殼體結(jié)構(gòu)形狀外周帶有壓邊或不帶壓邊，用帶有搭扣環(huán)的固定套環(huán)3(或者帶有內(nèi)螺紋的固定環(huán)蓋)將感溫元件2固定放置在殼體4的頂部。
產(chǎn)生突變動作的溫度可在一定溫度區(qū)域內(nèi)選擇，它視感溫元件2的厚度δ，感溫元件2曲面體的曲率半徑R以及感溫元件2制作、處理的方式而定。感溫元件2的厚度δ的范圍是0.1mm至0.5mm，感溫元件2曲面體的曲率半徑R的范圍是25mm至50mm，感溫元件2需經(jīng)過600℃至800℃固溶處理＋400℃至580℃約束時效處理。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，抗蝕性能好，不需要另加密封裝置，即可以在惡劣的環(huán)境條件下作為溫控報警和開關(guān)裝置重復(fù)使用，且在使用壽命較長的同時，溫控的準(zhǔn)確度也較高；另外，由于Ni－Ti形狀記憶合金材料的相對變形量比雙金屬片感溫元件大得多，故在感溫元件尺寸相當(dāng)?shù)那闆r下，本實用新型的回復(fù)應(yīng)力也大得多，因此，也可在惡劣的環(huán)境條件下，作為溫控驅(qū)動裝置重復(fù)使用。
本實用新型的實施例描述如下殼體4、固定套環(huán)3、連動桿1、控制觸點5的尺寸大小和材料選擇對本實用新型的性能效果不存在影響因素，本實用新型的性能效果只取決于感溫元件2。
本實施例的感溫元件2采用Ni－Ti形狀記憶合金材料，并制成具有均勻厚度的球面體殼體結(jié)構(gòu)形狀，外周帶有1mm寬度的壓邊，感溫元件2的厚度δ＝0.3mm，感溫元件2的球面體曲率半徑R＝30mm，感溫元件2的球面體的射影圓直徑D＝17mm，制作感溫元件2的Ni－Ti形狀記憶合金材料經(jīng)過750℃固溶處理＋400℃約束時效處理。
權(quán)利要求1.一種溫控報警探測裝置，主要包括殼體，感溫元件和控制觸點，其特征是還有固定套環(huán)3，連動桿1；殼體4是中心對稱的圓柱狀結(jié)構(gòu)，殼體4外表面上部向外凸出一道凸環(huán)；殼體4內(nèi)表面中部向內(nèi)凸出一道凸環(huán)，該凸環(huán)厚度為1/3至1/2殼體4的圓柱高度，在該凸環(huán)所形成的圓柱孔中放置連動桿1；連動桿1的下端與控制觸點5的上觸點相接觸，連動桿1的上端與感溫元件2的中心部位相接觸；感溫元件2采用Ni-Ti形狀記憶合金材料，制成具有均勻厚度的曲面體殼體結(jié)構(gòu)形狀，用帶有搭扣環(huán)的固定套環(huán)3(或者帶有內(nèi)螺紋的固定環(huán)蓋)將感溫元件2固定放置在殼體4的頂部。
2.按權(quán)利要求1所述的溫控報警探測裝置，其特征是感溫元件2為具有均勻厚度的球面體殼體結(jié)構(gòu)形狀。
專利摘要一種溫控報警探測器。它包括感溫元件、連動桿、控制觸點、固定套環(huán)和殼體等。其中，采用Ni-Ti形狀記憶合金材料制作感溫元件，并制成厚度均勻的曲面體殼體結(jié)構(gòu)形狀，利用相變時間的回復(fù)應(yīng)力和結(jié)構(gòu)應(yīng)力的交互作用，造成感溫元件突變，通過連動桿開關(guān)控制觸點或驅(qū)動控制機(jī)構(gòu)。它解決了其他溫控開關(guān)抗蝕性能差、感溫元件易失真、或一次性使用、或驅(qū)動力小等技術(shù)問題。它可用于普通或惡劣環(huán)境條件下的溫控報警和開關(guān)或者溫控驅(qū)動。
文檔編號G05D23/01GK2073599SQ9020733
公開日1991年3月20日 申請日期1990年6月15日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月15日
發(fā)明者邵自昌, 張金發(fā), 金嘉陵, 黃連生, 李衛(wèi)儀, 楊海波, 張一 , 陸永明 申請人:上海鋼鐵研究所, 上海江灣儀器廠