CN103698042B - 一种高温温度传感器 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供一种高温温度传感器，包括依次设置的感温元件组件、安装套、插座、插头和尾附件；所述感温元件组件包括防护套和设于该防护套内部的感温元件、绝缘衬套,感温元件引线与内部导线焊接后穿入绝缘衬套；感温元件组件尾部用高温水泥密封；所述安装套前端设有与防护套焊接的定位卡口；感温元件检测的温度信号通过插座、插头、尾附件传送给控制器，与现有产品相比，本发明创造的是针对高温温度测量感温元件采用铂热电阻，测量精度高、信号无需补偿、放大，内部结构采用分段式设计、封装，时间常数小，可靠性高。同时，产品结构简单、重量轻，方便安装、拆卸，适合航空、航天、化工、冶金领域管路温度的高温测量。

Description

一种高温温度传感器

技术领域

本发明创造涉及测量管路空气温度的温度传感器，特别是一种高温温度传感器。

背景技术

温度传感器按测量方式分为接触式和非接触式两大类，按照传感器内部元件材料分为热电阻和热电偶两大类。目前，在航空领域高温测量领域，应用广泛的绝大多数为热电偶，然而热电偶采集到温度信号后，还需冷端补偿、信号转换等。温度传感器的内部封装结构是其关键技术之一，因为合理的封装结构和封装材料，一方面可以提高产品的可靠性，另一方面可以提高传感器的响应时间、测量精度。现有的高温温度传感器内部结构复杂、绝缘性不好，使用寿命较短、响应时间较长，不能满足控制***要求。

发明内容

本发明创造要解决的问题是提供一种高温温度传感器，不需要再进行冷端补偿和信号处理，用于测量航空管路的温度信号并将温度信号传递到控制器。

为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：一种高温温度传感器，包括依次设置的感温元件组件、安装套、插座、插头和尾附件；所述感温元件组件包括防护套和设于该防护套内部的感温元件、绝缘衬套,感温元件引线与内部导线焊接后穿入绝缘衬套；感温元件组件尾部用高温水泥密封；所述安装套前端设有与防护套焊接的定位卡口；感温元件检测的温度信号通过插座、插头、尾附件传送给控制器。

进一步，感温元件组件是铂电阻组件，感温元件是铂电阻。感温元件采用高精度的铂电阻，该感温元件的测量范围为-55℃～600℃，测量精度可达到±(0.30+0.005|t|)℃，动态响应时间(τ＝0.632)不大于3s。

进一步，铂电阻为2个并采用绝缘衬套隔离，铂电阻与绝缘衬套的空隙处填充导热材料。采用两个铂电阻进行温度采集，双余度设计，可靠性高。双铂电阻密封在Φ3.2mm的空间内，用绝缘衬套互相隔离，既对铂电阻起到保护作用，又解决了引线之间的绝缘问题。

进一步，内部导线是通过镀镍处理的耐高温的镍丝。信号输出采用耐高温的镍丝，并对镍丝做镀镍处理，提高其耐腐蚀能力。

进一步，防护套采用开口设计。利用填充导热材料的流动性，保证铂电阻与防护套之间填充密实，无空气间隙，提高感温端的响应时间。

进一步，安装套为法兰结构且设有多个安装孔，安装孔内攻防松螺纹，利用安装孔将传感器安装于管路上，具有安装方便灵活，节省了机上安装、拆卸时间的优点。

封装高温温度传感器的铂电阻组件的方法将两个铂电阻封装在一个防护套内，铂电阻引线与镍丝焊接后，穿过绝缘衬套，铂电阻与防护套外壳之间填充氧化镁浆料，铂电阻与绝缘衬套的空隙处填充导热材料，充分填实、烘干后，焊接堵盖，在防护套尾部填充高温水泥密封，尾部用高温水泥密封，解决内部氧化镁吸潮的难题。

该高温温度传感器应用在航空、航天、化工、冶金等领域，用于测量、采集管路内介质的温度信号。

本发明创造具有的优点和积极效果是：

(1)航空领域传统的高温温度传感器内部感温元件多采用热电偶，热电偶需要进行冷端补偿和信号转换。本发明创造采用高精度的铂电阻元件封装，无需做冷端补偿和信号处理，直接将温度信号传递给控制器。较传统的高温温度传感器的测量精度更高，重复性好、时间常数更小。测量精度可达到±(0.30+0.005|t|)℃，测量重复性为±0.2℃，动态响应时间为不大于3s。高温条件下，传感器的绝缘电阻不小于200MΩ，传感器的感温部件、安装座、插头、尾附件的材料选择高温合金材料，传感器整体结构的耐温能力强、使用寿命高。适用于未来航空领域高精度、高可靠性高温温度传感器发展的需要。

(2)本发明创造采用两个铂电阻进行温度采集，双余度设计，可靠性高。感温部件的内部结构设计简单、合理，将内部封装区域优化，便于工艺封装。防护套采用开口设计，利用填充材料的流动性，保证铂电阻与防护套之间填充密实，无空气间隙，提高感温端的响应时间。双铂电阻密封在Φ3.2mm的空间内，用绝缘衬套互相隔离，既对铂电阻起到保护作用，又解决了引线之间的绝缘问题。信号输出采用耐高温的镍丝，并对镍丝做镀镍处理，提高耐腐蚀能力。尾部用高温水泥密封，解决内部氧化镁吸潮的难题。

(3)产品重量较轻，不大于180g，结构简单，安装、拆卸方便。

附图说明

图1为本发明创造高温温度传感器的外形结构示意图；

图2为本发明创造高温温度传感器的剖视图；

图3为本发明创造高温温度传感器的铂电阻组件的结构示意图；

图4为本发明创造高温温度传感器的防护套的结构示意图；

图5为本发明创造高温温度传感器的安装套的结构示意图；

图6为本发明创造高温温度传感器的绝缘衬套的结构示意图。

图中：

1.铂电阻组件 2.安装套 3.插座

4.插头 5.尾附件 6.氧化镁浆料

7.铂电阻 8.绝缘衬套 9.防护套

10.镍丝

具体实施方式

结合附图和实施例对本发明创造的技术方案做详细说明。

如图1-6所示，一种高温温度传感器，包括依次设置的铂电阻组件1、安装套2、插座3、插头4和尾附件5；所述铂电阻组件包括防护套9和设于该防护套9内部的铂电阻7、绝缘衬套8,铂电阻7引线与镍丝10焊接后穿入绝缘衬套8；绝缘衬套8的材料为氧化铝陶瓷，对铂电阻7起到保护和隔离、绝缘作用；铂电阻7与防护套9之间的空隙填充导热性良好的氧化镁浆料6，铂电阻组件1尾部用高温水泥密封；高温水泥的牌号为919；解决内部氧化镁浆料6吸潮的难题；所述安装套2前端设有与防护套9焊接的定位卡口；铂电阻7检测的温度信号通过插座3、插头4、尾附件5传送给控制器。铂电阻7为2个并采用绝缘衬套8隔离，铂电阻7与绝缘衬套8的空隙处填充导热材料，采用两个铂电阻进行温度采集，双余度设计，可靠性高。双铂电阻密封在Φ3.2mm的空间内，用绝缘衬套互相隔离，既对铂电阻起到保护作用，又解决了引线之间的绝缘问题。防护套9采用开口设计，利用填充导热材料的流动性，保证铂电阻与防护套之间填充密实，无空气间隙，提高感温端的响应时间。安装套2为法兰结构且设有多个安装孔，安装孔内攻防松螺纹，利用安装孔将传感器安装于管路上，具有安装方便灵活，节省了机上安装、拆卸时间的优点。

铂电阻组件1的内部封装结构采用分区域设计，前端装配铂电阻7和填充导热材料，提高感温组件的响应时间。后端镍丝10经过镀镍处理后用高温水泥密封，起到防潮作用，保证产品的耐环境性能。

防护套9、安装套2的材料为高温合金，材料强度、耐高温性能良好，安装套2为法兰结构，前端有设计有定位用的卡口，方便与防护套9焊接，通过4个φ3mm的孔安装在管路上，孔内部螺纹自带防松措施，安装方便灵活，节省了机上安装、拆卸时间。后端信号通过插座、插头、尾附件将电阻信号传递给控制器。

与现有产品相比，本发明创造的是针对高温温度测量感温元件采用铂热电阻，测量精度高、信号无需补偿、放大，内部结构采用分段式设计、封装，时间常数小，可靠性高。同时，产品结构简单、重量轻，方便安装、拆卸，适合航空领域管路温度的高温测量。

以上对本发明创造的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明创造范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种高温温度传感器，其特征在于：包括依次设置的感温元件组件、安装套(2)、插座(3)、插头(4)和尾附件(5)；

所述感温元件组件包括防护套(9)和设于该防护套(9)内部的感温元件、绝缘衬套(8),感温元件引线与内部导线焊接后穿入绝缘衬套(8)；

感温元件组件是铂电阻组件(1)，感温元件是铂电阻(7)，铂电阻(7)与防护套外壳之间填充氧化镁浆料，铂电阻(7)与绝缘衬套(8)的空隙处填充导热材料，感温元件组件尾部用高温水泥密封；

所述安装套(2)前端设有与防护套(9)焊接的定位卡口；

感温元件检测的温度信号通过插座(3)、插头(4)和尾附件(5)传送给控制器。

2.根据权利要求1所述的高温温度传感器，其特征在于：铂电阻(7)为2个并采用绝缘衬套(8)隔离。

3.根据权利要求1～2中任一项所述的高温温度传感器，其特征在于：内部导线是通过镀镍处理的耐高温的镍丝(10)。

4.根据权利要求3所述的高温温度传感器，其特征在于：防护套(9)采用开口设计。

5.根据权利要求1、2或4所述的高温温度传感器，其特征在于：安装套(2)为法兰结构且设有多个安装孔，安装孔内攻防松螺纹。

6.封装权利要求1、2或4所述高温温度传感器的铂电阻组件的方法，其特征在于：将两个铂电阻(7)封装在一个防护套(9)内，铂电阻(7)引线与镍丝(10)焊接后，穿过绝缘衬套(8)，铂电阻(7)与防护套(9)外壳之间填充氧化镁浆料，铂电阻(7)与绝缘衬套(8)的空隙处填充导热材料，充分填实、烘干后，焊接堵盖，在防护套(9)尾部填充高温水泥密封，所述防护套(9)与所述安装套(2)前端的定位卡口焊接。

7.权利要求1、2、3或4所述的高温温度传感器，其特征在于：应用在航空、航天、化工或冶金领域，用于测量或采集管路内介质的温度信号。