[发明专利]一种复合管型高温热电偶

说明书

技术领域

本发明涉及一种可在氧化、还原气体交替出现的环境连续进行高温测量的传感器，特别涉及一种具有防护封装结构的高温热电偶。

背景技术

随着现代工业技术的发展，高温高压条件下温度的测量技术越来越重要，煤气化炉炉膛内温度测量就是一个典型例子。对于气化炉炉膛等高温高压场合的温度进行准确测量和严格控制是确保气化炉安全、经济运行的关键因素。由于气化炉内运行工况十分苛刻，这对相应的测温传感器有了更高的技术要求，传感器必须具备长期承受1800℃左右的高温和1～5MPa高压的能力，还可以长期承受氧化、还原气氛交替腐蚀和物料的冲刷，以及能承受温压剧变带来的热压冲击。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现简单方便，适宜长时间高压条件下高温测量，可以承受氧化-还原交替气氛腐蚀和熔渣冲刷，且能抗击系统紧急停车带来的温度压力急剧变化冲击的复合管型高温热电偶。

实现本发明目的的技术方案：一种复合管型高温热电偶，它包括一个防护套管，防护套管内依次放置有双孔陶瓷管和单孔陶瓷管；在防护套管外套有金属传感器保护套，防护套管和传感器保护套通过石墨垫圈密封后通过紧固螺丝压紧；传感器保护套的堵头固定有外套堵头；引线管通过引线管固定螺丝固定在外套堵头端部；两条热电偶丝分别放置在双孔陶瓷管的两个管腔内，两条热电偶丝端部延伸至单孔陶瓷管内；在单孔陶瓷管内两条热电偶丝端部分别与两条补偿导线一端通过两个穿线圈压紧连接；两条补偿导线另一端穿出单孔陶瓷管延伸至引线管内；在防护套管、双孔陶瓷管和单孔陶瓷管的管腔内均紧密填充有耐热陶瓷粉。

如上所述的一种复合管型高温热电偶，其外套堵头和引线管连接处设有引线管垫圈；传感器保护套与外套堵头连接处设有上垫圈。

如上所述的一种复合管型高温热电偶，其所述的热电偶丝为钨铼热电偶丝、铂铑热电偶丝、铂铑-铂热电偶丝或者铂铑-铂铑热电偶丝。

如上所述的一种复合管型高温热电偶，其所述的引线管为不锈钢波纹管。

如上所述的一种复合管型高温热电偶，其所述的耐热陶瓷粉为镁铬尖晶石粉或三氧化二铝粉。

本发明的效果在于：本发明所述的复合管型高温热电偶，具备长期承受1800℃左右的高温和1～5MPa高压的能力，还可以长期承受氧化、还原气氛交替腐蚀和物料的冲刷，以及能承受温压剧变带来的热压冲击。本发明可长期应用于气化炉等高温测量的领域，而且可应用于某些特殊场合的超高温测量。

附图说明

图1为本发明所述的复合管型高温热电偶结构示意图；

图中：1.防护套管；2.双孔陶瓷管；3.热电偶丝；4.传感器保护套；5.单孔陶瓷管；6.石墨垫圈；7.紧固螺丝；8.耐热陶瓷粉；9.补偿导线；10.穿线圈；11.外套堵头；12.引线管垫圈；13.上垫圈；14.引线管固定螺丝；15.引线管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明所述的复合管型高温热电偶作进一步描述。

如图1所示，复合管型高温热电偶的两条钨铼热电偶丝3分别放置在双孔陶瓷管2的两个管腔内，双孔陶瓷管2放置在防护套管1内。两条钨铼热电偶丝3的一端头部相互交接，两条钨铼热电偶丝3的另一端延伸至单孔陶瓷管5内。单孔陶瓷管5设置在双孔陶瓷管2一端外、防护套管1内。在单孔陶瓷管5内两条热电偶丝3端部分别与两条补偿导线9通过穿线圈10压紧连接。两条补偿导线9穿出单孔陶瓷管5延伸至引线管15内。

在防护套管1外套有不锈钢金属传感器保护套4，防护套管1为MoSi₂绝缘材料。防护套管1和传感器保护套4通过石墨垫圈6密封后通过紧固螺丝7压紧。传感器保护套4的堵头通过外套堵头11封堵，在传感器保护套4与外套堵头11连接处还设有起密封作用的上垫圈13。上述防护套管及传感器保护套设计为整个高温热电偶置提供强度保证，并解决了高温热电偶现场固定和内部结构的密封问题，使高温热电偶的实用寿命得到提高。

引线管15通过引线管固定螺丝14固定在外套堵头11端部，外套堵头11和引线管15连接处设有起密封作用的引线管垫圈12。引线管15为不锈钢波纹管。采用不锈钢波纹管引出信号线，使温度信号传输更加稳定可靠，减小了对变送电路的要求。引线管15后设置温度变送器，温度变送器与DCS等控制系统连接。

在防护套管1、双孔陶瓷管2和孔陶瓷管5的管腔内均紧密填充有耐热陶瓷粉8，耐热陶瓷粉采用镁铬尖晶石粉或三氧化二铝粉。通过填充耐热陶瓷粉既保证了高温热电偶的响应速度，又提高了热电偶的机械强度、导热性，同时起密封保护作用。

本发明所述的高温热电偶作可根据需要加工成适合现场测试要求的形状进行固定，其具备长期承受1800℃左右的高温和1～5MPa高压的能力，还可以长期承受氧化、还原气氛交替腐蚀和物料的冲刷，以及能承受温压剧变带来的热压冲击。