一种提高热敏电阻在真空环境下阻值稳定性的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410515409.7

申请日:

2014.09.29

公开号:

CN104299737A

公开日:

2015.01.21

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H01C 7/02申请公布日:20150121|||实质审查的生效IPC(主分类):H01C 7/02申请日:20140929|||公开

IPC分类号:

H01C7/02; H01C7/04

主分类号:

H01C7/02

申请人:

兰州空间技术物理研究所

发明人:

郑宁; 陈江; 王骥; 朱宏伟; 成大鹏; 马寅光; 黄良育; 袁征难; 高玮

地址:

730000 甘肃省兰州市城关区渭源路97号

优先权:

专利代理机构:

北京理工大学专利中心 11120

代理人:

付雷杰;杨志兵

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内容摘要

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。

权利要求书

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。

说明书

一种提高热敏电阻在真空环境下阻值稳定性的方法
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。

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资源描述

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1、10申请公布号CN104299737A43申请公布日20150121CN104299737A21申请号201410515409722申请日20140929H01C7/02200601H01C7/0420060171申请人兰州空间技术物理研究所地址730000甘肃省兰州市城关区渭源路97号72发明人郑宁陈江王骥朱宏伟成大鹏马寅光黄良育袁征难高玮74专利代理机构北京理工大学专利中心11120代理人付雷杰杨志兵54发明名称一种提高热敏电阻在真空环境下阻值稳定性的方法57摘要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。

2、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。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页10申请公布号CN104299737ACN104299737A1/1页21一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。

3、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104PA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。

4、真空室系统压力在4小时内降至大气压,取出热敏电阻。权利要求书CN104299737A1/3页3一种提高热敏电阻在真空环境下阻值稳定性的方法技术领域0001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0002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。

5、值的不稳定。发明内容0003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。0004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0005步骤1,构建除气装置;0006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。

6、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;0007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104PA以下;0008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;0009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。0010有益效果0011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0012图1为本发明采用的除气装置示意图。

7、。0013图2为本发明流程图。0014图3为烘烤前后热敏电阻阻值变化对比图。说明书CN104299737A2/3页40015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0016下面结合附图并举实施例,对本发明进行详细描述。0017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。0018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。

8、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。0019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。0020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。

9、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01,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。0021具体步骤如下0022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104。

10、PA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;0023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104PA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;0024步骤三、待超高真空室的温度达到450后,保温36H;0025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。0026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。0027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。0028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说明书CN104299737A3/3页5保护范围之内。说明书CN104299737A1/2页6图1图2说明书附图CN104299737A2/2页7图3说明书附图CN104299737A。

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