专利名称：形状记忆合金温控报警探测器的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种以Ni－Ti形状记忆合金材料作为感温元件，且用作温控报警探测和开关以及温控驱动的装置。它属于仪器分部中其它类不包括的热敏元件技术领域。
温控报警探测和开关装置一般包含有壳体、感温元件、控制触点等。目前正在使用的温控报警探测和开关装置中的感温元件基本上有三类双金属片感温元件，低熔金属感温元件和半导体感温元件。低熔金属感温元件用于一次性的温控报警及开关装置，一次断开后即需及时调换。半导体感温元件存在着元件易老化，而造成报警失真的缺陷。双金属片感温元件存在二种不同金属材料的复合层面，抗蚀性能很差，所以，必须安装在密封盒内，不能普遍适用于恶劣环境条件下的场合；由于双金属片感温元件属于间接感温，所以，温度控制不够准确；同时，由于双金属片感温元件在装置结构中属于悬臂梁结构类型，且主要依靠不同金属片膨胀系数的差别而产生翘曲，所以，相对变形量小，回复应力小，相应的驱动力就小，不能兼作驱动元件使用。
本实用新型的目的是要提供一种不需要密封容器，能在恶劣环境的场合中直接感温，而且控温准确，使用寿命较长的温控报警和开关装置，同时，它又可作为温控驱动装置。
本实用新型的动作原理是将Ni－Ti形状记忆合金材料制成薄型曲面壳体结构形状的感温元件，在温控区域内，利用因温度变化导致形状记忆合金相变而产生的回复应力与感温元件结构应力的交互作用；当感温元件由凸变凹或由凹变凸时，会产生较大的结构应力，而当Ni－Ti记忆合金材料感温通过相变区时，会产生较大的回复应力，当回复应力小于结构应力时，感温元件几乎不产生变形，当回复应力大于结构应力时，感温元件则产生突变(由凹变凸或由凸变凹)，从而通过连动机构打开或关闭相应的控制触点。
以下结合附图对本实用新型加以说明
图1是在相变温度以下时本实用新型的结构状况示意图。
图2是在相变温度以上时本实用新型的结构状况示意图。
图3是带有压边的感温元件2的俯视图。
图4是带有压边的感温元件2的主视方向剖视图。
图5是不带压边的感温元件2的俯视图。
图6是不带压边的感温元件2的主视方向剖视图。
本实用新型除了包含壳体4、感温元件2、控制触点5之外，还包含固定套环3、连动杆1；壳体4是中心对称的圆柱状结构，壳体4外表面上部向外凸出一道凸环；壳体4内表面中部向内凸出一道凸环，该凸环厚度为1／3至1／2壳体4的圆柱高度，在该凸环所形成的圆柱孔中放置连动杆1；连动杆1的下端与控制触点5的上触点相接触，连动杆1的上端与感温元件2的中心部位相接触；感温元件2采用Ni－Ti形状记忆合金材料，制成具有均匀厚度的曲面体壳体结构形状外周带有压边或不带压边，用带有搭扣环的固定套环3(或者带有内螺纹的固定环盖)将感温元件2固定放置在壳体4的顶部。
产生突变动作的温度可在一定温度区域内选择，它视感温元件2的厚度δ，感温元件2曲面体的曲率半径R以及感温元件2制作、处理的方式而定。感温元件2的厚度δ的范围是0.1mm至0.5mm，感温元件2曲面体的曲率半径R的范围是25mm至50mm，感温元件2需经过600℃至800℃固溶处理＋400℃至580℃约束时效处理。
本实用新型与现有技术相比，抗蚀性能好，不需要另加密封装置，即可以在恶劣的环境条件下作为温控报警和开关装置重复使用，且在使用寿命较长的同时，温控的准确度也较高；另外，由于Ni－Ti形状记忆合金材料的相对变形量比双金属片感温元件大得多，故在感温元件尺寸相当的情况下，本实用新型的回复应力也大得多，因此，也可在恶劣的环境条件下，作为温控驱动装置重复使用。
本实用新型的实施例描述如下壳体4、固定套环3、连动杆1、控制触点5的尺寸大小和材料选择对本实用新型的性能效果不存在影响因素，本实用新型的性能效果只取决于感温元件2。
本实施例的感温元件2采用Ni－Ti形状记忆合金材料，并制成具有均匀厚度的球面体壳体结构形状，外周带有1mm宽度的压边，感温元件2的厚度δ＝0.3mm，感温元件2的球面体曲率半径R＝30mm，感温元件2的球面体的射影圆直径D＝17mm，制作感温元件2的Ni－Ti形状记忆合金材料经过750℃固溶处理＋400℃约束时效处理。
权利要求1.一种温控报警探测装置，主要包括壳体，感温元件和控制触点，其特征是还有固定套环3，连动杆1；壳体4是中心对称的圆柱状结构，壳体4外表面上部向外凸出一道凸环；壳体4内表面中部向内凸出一道凸环，该凸环厚度为1/3至1/2壳体4的圆柱高度，在该凸环所形成的圆柱孔中放置连动杆1；连动杆1的下端与控制触点5的上触点相接触，连动杆1的上端与感温元件2的中心部位相接触；感温元件2采用Ni-Ti形状记忆合金材料，制成具有均匀厚度的曲面体壳体结构形状，用带有搭扣环的固定套环3(或者带有内螺纹的固定环盖)将感温元件2固定放置在壳体4的顶部。
2.按权利要求1所述的温控报警探测装置，其特征是感温元件2为具有均匀厚度的球面体壳体结构形状。
专利摘要一种温控报警探测器。它包括感温元件、连动杆、控制触点、固定套环和壳体等。其中，采用Ni-Ti形状记忆合金材料制作感温元件，并制成厚度均匀的曲面体壳体结构形状，利用相变时间的回复应力和结构应力的交互作用，造成感温元件突变，通过连动杆开关控制触点或驱动控制机构。它解决了其他温控开关抗蚀性能差、感温元件易失真、或一次性使用、或驱动力小等技术问题。它可用于普通或恶劣环境条件下的温控报警和开关或者温控驱动。
文档编号G05D23/01GK2073599SQ9020733
公开日1991年3月20日 申请日期1990年6月15日 优先权日1990年6月15日
发明者邵自昌, 张金发, 金嘉陵, 黄连生, 李卫仪, 杨海波, 张一 , 陆永明 申请人:上海钢铁研究所, 上海江湾仪器厂