CN203672511U - 用于隔热层温度监控的埋入式k型热电偶传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于隔热层温度监控的埋入式K型热电偶传感器，包括金属保护管、K型热电偶，金属保护管的热端封口，K型热电偶设于金属保护管的管孔内，K型热电偶的两热电偶丝的热端焊接固定，两热电偶丝的冷端延伸出金属保护管，两热电偶丝与金属保护管之间填充氧化镁粉，两热电偶丝延伸出金属保护管的一端焊接补偿导线，金属保护管的冷端设有向后延伸的连接套，连接套内填充密封胶，连接套的圆周壁上设有一导线过孔，两补偿导线延伸出导线过孔，两补偿导线上分别套有绝缘管，两绝缘管与密封胶之间设有保护套。它可以埋入隔热层内，测量不同深度隔热层的温度，且精度高、稳定性高、可靠性高。

Description

用于隔热层温度监控的埋入式K型热电偶传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，特别是涉及一种用于隔热层温度监控的埋入式K型热电偶传感器。

背景技术

随着我国航天、航空科技的迅猛发展，航天、航空领域内对隔热层专用测温传感器的性能提出了越来越高的要求，高空或太空中的设备（如：民用飞机），多处于高温、高压、并伴有剧烈冲击、振动的恶劣环境，需要对其表面设有的隔热层进行监控，防止出现意外情况，目前市面上工业用温度传感器结构庞大，无法安装在隔热层内部，评估其不同深度位置的热量分布状况，不便于对隔热层温度进行监控，而且感温元件多为装配结构，抗振性能差，而且在高低温骤变环境下使用时，温度传感器冷端密封容易被破坏，降低绝缘性能，影响测量精度。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于隔热层温度监控的埋入式K型热电偶传感器，它可以埋入隔热层内，测量不同深度隔热层的温度，且精度高、稳定性高、可靠性高。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种用于隔热层温度监控的埋入式K型热电偶传感器，包括金属保护管、K型热电偶，所述金属保护管的热端焊接金属堵头封口，所述K型热电偶设于金属保护管的管孔内，与金属保护管的内壁不接触，K型热电偶的轴心线与金属保护管的轴心线位于同一直线上，K型热电偶的两热电偶丝的热端通过氩弧焊焊接固定，两热电偶丝的冷端延伸出金属保护管，两热电偶丝与金属保护管之间的间隙空间填充氧化镁粉，两热电偶丝延伸出金属保护管的一端分别焊接补偿导线，所述金属保护管的冷端设有向后延伸的连接套，连接套内填充密封胶，密封住金属保护管冷端的开口，两热电偶丝与对应补偿导线的焊接处均位于密封胶内，连接套的圆周壁上设有一导线过孔，两补偿导线延伸出导线过孔，两补偿导线上分别套有聚四氟乙烯制成的绝缘管，两补偿导线与对应电偶丝的焊接处均位于绝缘管内，两绝缘管与密封胶之间设有聚四氟乙烯制成的保护套。

所述K型热电偶的测温范围为0℃~800℃。

所述密封胶为有机高温胶。

所述连接套与金属保护管连接的一端设有密封板，密封板通过设有的中心孔套在金属保护管上，并通过连接套内填充的密封胶与金属保护管固定连接。

所述两热电偶丝与补偿导线的焊接以AgCu作为焊料。

所述金属保护管内氧化镁粉的压实密度不小于2560 g/cm3，氧化镁粉的纯度＞99%。

所述金属保护管、金属堵头、连接套的材料均为不锈钢316L。

所述电偶丝的直径为0.3mm。

该埋入式K型热电偶传感器的数量为多个。

由于采用了上述方案，金属保护管的热端焊接金属堵头封口，冷端设有连接套，连接套内填充密封胶，密封住金属保护管冷端的开口，形成金属保护管的整体密封，防止水和空气进入金属保护管内，腐蚀、氧化电偶丝。K型热电偶的轴心线与金属保护管的轴心线位于同一直线上，热量吸收均匀。K型热电偶的两热电偶丝的热端通过氩弧焊焊接固定，防止热电偶丝氧化，以及减少热电偶丝的烧损，以得到致密、无飞溅、质量高的焊接接头，使热电偶测温的精度更高。两热电偶丝与金属保护管之间的间隙空间填充氧化镁粉，热电偶丝被紧密压缩在氧化镁中，不易发生形变，与空气隔绝，防止发生氧化而损耗，大大提高了热电偶丝的使用寿命；紧密的氧化镁粉具有高导热性能、绝缘性能和绝缘强度，再加上金属保护管保护并直接接触，使氧化镁粉能迅速传递热量至热电偶丝，反应灵敏，使本传感器的测温精度高、抗冲击、抗振动性能好。两热电偶丝延伸出金属保护管的一端分别焊接补偿导线，两热电偶丝与对应补偿导线的焊接处均位于密封胶内，防止焊接处被氧化，提高焊接接头强度。连接套的圆周壁上设有一导线过孔，两补偿导线延伸出导线过孔，连接温度表。两补偿导线上分别套有聚四氟乙烯制成的绝缘管，两补偿导线与对应电偶丝的焊接处均位于绝缘管内，绝缘效果更好。两绝缘管与密封胶之间设有聚四氟乙烯制成的保护套，以保护绝缘管，防止绝缘管破裂。将本传感器的金属保护管埋入隔热层内不同的深度，即可测量不同深度隔热层的温度。

密封胶为有机高温胶，耐高温，绝缘效果好。两热电偶丝与补偿导线的焊接以AgCu作为焊料，焊接效果好，防止高温时焊点脱落。金属保护管内氧化镁粉的压实密度不小于2560 g/cm3，氧化镁粉的纯度＞99%，导热效果好，提高热电偶抗冲击、抗振动性能。金属保护管、金属堵头、连接套的材料均为不锈钢316L，耐腐蚀性好，适应各种恶劣的工作环境。该埋入式K型热电偶传感器的数量为多个，多个埋入式K型热电偶传感器埋入隔热层不同的深度，即可同时测量不同深度隔热层的温度。

为了提高测量的准确性和可靠性，选用K型铠装热电偶测量隔热层温度变化。不但保证其高温环境使用的可靠性与测温精度，而且延长了使用寿命，具有安装更换方便、使用人性化等特点。实现了高低温骤变环境下，高精度、高稳定、高可靠的温度测量。

本发明涉及的埋入式K型热电偶传感器，以其独特的结构设计可满足隔热层不同深度位置的安装要求，能有效监测其温度变化，满足隔热层温度计监测要求。而且密实的铠装结构在航天、航空等剧烈冲击、振动环境中，不会发生偶丝芯线断裂、中段导通等现象，可靠性高。此外，埋入式K型热电偶传感器冷端连接套的隔热设计以及密封设计可确保热电偶承受高低温骤变，不影响绝缘性能。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图中，1为金属保护管，2为K型热电偶，3为金属堵头，4为电偶丝，5为氧化镁粉，6为补偿导线，7为连接套，8为密封胶，9为绝缘管，10为保护套，11为密封板。

具体实施方式

参见图1，为用于隔热层温度监控的埋入式K型热电偶传感器的一种实施例，包括金属保护管1、K型热电偶2，所述金属保护管1的热端焊接金属堵头3封口，所述K型热电偶2设于金属保护管1的管孔内，进一步地，所述K型热电偶2的测温范围为0℃~800℃，适于航天领域的温度环境。K型热电偶与金属保护管1的内壁不接触，防止电势导通。K型热电偶2的轴心线与金属保护管1的轴心线位于同一直线上，吸收热量均匀，测温精度更高。K型热电偶2的两热电偶丝4的热端通过氩弧焊焊接固定，两热电偶丝4的冷端延伸出金属保护管1，进一步地，所述电偶丝4的直径为0.3mm，缩小本传感器的外形尺寸，占用空间小，使用范围更广。两热电偶丝4与金属保护管1之间的间隙空间填充氧化镁粉5，进一步地，所述金属保护管1内氧化镁粉5的压实密度不小于2560 g/cm3，氧化镁粉5的纯度＞99%。

两热电偶丝4延伸出金属保护管1的一端分别焊接补偿导线6，进一步地，所述两热电偶丝4与补偿导线6的焊接以AgCu作为焊料，并通过氩弧焊焊接。所述金属保护管1的冷端设有向后延伸的连接套7，连接套7内填充密封胶8，密封住金属保护管1冷端的开口，进一步地，所述连接套7与金属保护管连接的一端设有密封板，密封板通过设有的中心孔套在金属保护管1上，并通过连接套7内填充的密封胶8与金属保护管1固定连接。进一步地，所述密封胶8为有机高温胶。两热电偶丝4与对应补偿导线6的焊接处均位于密封胶8内，连接套7的圆周壁上设有一导线过孔，两补偿导线6延伸出导线过孔，与温度变送器连接，读出所测量的温度。

两补偿导线6上分别套有聚四氟乙烯制成的绝缘管9，两补偿导线6与对应热电偶丝4的焊接处均位于绝缘管9内，两绝缘管9与密封胶8之间设有聚四氟乙烯制成的保护套10。进一步地，所述金属保护管1、金属堵头3、连接套7的材料均为不锈钢316L。进一步地，该埋入式K型热电偶2传感器的数量为多个，多个埋入式K型热电偶传感器埋入隔热层不同的深度，即可同时测量不同深度隔热层的温度。

可达到的技术指标如下：

1）热电偶热端测温范围：0℃~800℃；

2）热电动势：满足GB/T 16839.1的要求；

3）允差：0℃～350℃:±1.5℃（I级精度），350℃～800℃:±0.004|t|(I级精度) ；

4）绝缘电阻：≥1000MΩ （500V）；

5）热响应时间：τ0.5≤1.5s ；

6）贮存温度：-50℃~50℃；

制造工艺：

1）铠装热电偶电缆制造工艺：

将热电偶金属保护管、绝缘氧化镁粉、K型热电偶丝三者组装后经反复拉拔、热处理至φ2后，制成热电偶电缆。

2）成品组装工艺：

将热电偶电缆热端焊接后，制成铠装热电偶，截取热电偶长度为h+6mm，芯线剥出长度3mm。将φ0.3mm K型热电偶丝与芯线采用Ag-Cu焊接后，套入聚四氟乙烯绝缘套管。用高温密封胶固定密封连接套和铠装热电偶。

3）安装工艺：

采用无机胶C-2，将埋入式K型热电偶传感器固定在隔热层预留孔洞中，常温固化24h。

本实用新型不仅仅局限于上述实施例，在不背离本实用新型技术方案原则精神的情况下进行些许改动的技术方案，应落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于隔热层温度监控的埋入式K型热电偶传感器，其特征在于：包括金属保护管、K型热电偶，所述金属保护管的热端焊接金属堵头封口，所述K型热电偶设于金属保护管的管孔内，与金属保护管的内壁不接触，K型热电偶的轴心线与金属保护管的轴心线位于同一直线上，K型热电偶的两热电偶丝的热端通过氩弧焊焊接固定，两热电偶丝的冷端延伸出金属保护管，两热电偶丝与金属保护管之间的间隙空间填充氧化镁粉，两热电偶丝延伸出金属保护管的一端分别焊接补偿导线，所述金属保护管的冷端设有向后延伸的连接套，连接套内填充密封胶，密封住金属保护管冷端的开口，两热电偶丝与对应补偿导线的焊接处均位于密封胶内，连接套的圆周壁上设有一导线过孔，两补偿导线延伸出导线过孔，两补偿导线上分别套有聚四氟乙烯制成的绝缘管，两补偿导线与对应电偶丝的焊接处均位于绝缘管内，两绝缘管与密封胶之间设有聚四氟乙烯制成的保护套。

2.根据权利要求1所述的用于隔热层温度监控的埋入式K型热电偶传感器，其特征在于：所述K型热电偶的测温范围为0℃~800℃。

3.根据权利要求1所述的用于隔热层温度监控的埋入式K型热电偶传感器，其特征在于：所述密封胶为有机高温胶。

4.根据权利要求1所述的用于隔热层温度监控的埋入式K型热电偶传感器，其特征在于：所述连接套与金属保护管连接的一端设有密封板，密封板通过设有的中心孔套在金属保护管上，并通过连接套内填充的密封胶与金属保护管固定连接。

5.根据权利要求1所述的用于隔热层温度监控的埋入式K型热电偶传感器，其特征在于：所述两热电偶丝与补偿导线的焊接以AgCu作为焊料。

6.根据权利要求1所述的用于隔热层温度监控的埋入式K型热电偶传感器，其特征在于：所述金属保护管内氧化镁粉的压实密度不小于2560 g/cm3，氧化镁粉的纯度＞99%。

7.根据权利要求1所述的用于隔热层温度监控的埋入式K型热电偶传感器，其特征在于：所述金属保护管、金属堵头、连接套的材料均为不锈钢316L。

8.根据权利要求1所述的用于隔热层温度监控的埋入式K型热电偶传感器，其特征在于：所述电偶丝的直径为0.3mm。

9.根据权利要求1所述的用于隔热层温度监控的埋入式K型热电偶传感器，其特征在于：该埋入式K型热电偶传感器的数量为多个。

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