Wybrane dyskretne elementy półprzewodnikowe jako czujniki temperatury cieczy pod wysokim ciśnieniem

Osprzęt komory ciśnieniowej aparatu GTA-10 nie jest przystosowany do pomiaru temperatury cieczy ją wypełniającej za pomocą termopary. Temperatura ta zmienia się o kilkadziesiąt stopni podczas kompresji i dekompresji cieczy, co wpływa na właściwości próbek badanych materiałów i czujników pomiarowych. Ponadto zmiany temperatury można wywoływać celowo, badając jej wpływ na próbki. Konieczność pomiaru temperatury w komorze skłoniła do testowania wybranych dyskretnych elementów półprzewodnikowych, które można byłoby użyć do tego. Czujnikiem wzorcowym była termopara miedź-konstantan, dla której wykonano specjalny przepust ciśnieniowy w korku kory. Po wstępnej selekcji do szczegółowych badań wytypowano diodę LED świecącą niebiesko oraz czujnik KTY przewidziany do pomiarów temperatury w ciśnieniu normalnym. Badania te, szczegółowo opisane poniżej, wykazały pełną ich przydatność do wspomnianych celów.

---

The paper presents a method that allows to measure the temperature of liquid under pressure about hundreds MPa by means of a conventional semiconductor temperature sensor. The paper contains a description of impact of pressure on voltage on p-n junction in blue light diode and silicon transistors. The KTY-81 sensor, copper and platinum resistance sensor were tested as well. As the references sensor a copper-constantan thermocouple was used. The tests showed, that the temperature might be measured with an error about 1°C /100MPa in the range 0-80°C and 0-300MPa. It was proved that many hundred compression-decompression cycles of the liquid do not destroy a connection between p-n junction and seal.