[发明专利]一种小惯性电偶

说明书

技术领域

本发明涉及一种温度传感器领域中的热电偶，尤其是涉及一种用于快速响应的小惯性高温电偶。

背景技术

高温测量用的热电偶一般都是使用于静态温度测量或动态温度测量，对其热响应时间要求不是很高的。目前采用热电偶一般有两种结构形式，裸露型和屏蔽型，裸露型其偶丝暴露在气流中，时间常数小，但偶丝容易损坏；屏蔽型其偶丝安装在支杆内，时间常数比裸露型大，响应时间长，使用寿命也相对长。对于在石化行业和航空、航天行业中，由于介质温度变化迅速而频繁，需要及时捕捉温度场的变化，对热电偶的技术要求很高。目前，市场上销售的能用在该场合的高温热电偶均采用的陶瓷铂铑铂热电偶，其造价成本高。这些高温热电偶虽然能够较好地实现高温测量，但由于测温元件的测量端被封闭在保护套管内，因保护套管的壁厚以及内腔空间的存在，其响应时间长达100秒以上，难以实现当温度发生变化时的快速响应要求。还有一种快速响应阻漏式高温热电偶，但也不能满足响应时间小于3秒的要求，其结构复杂，易损坏，造价也很高。

发明内容

本发明的目的是在于克服上述现有技术问题而设计出一种快速热响应的小惯性高温电偶。

(1)要解决的技术问题

本发明需要解决高温电偶快速热响应时间短和所测量的介质处在高温、高速状态下，测量精度高、使用寿命长的问题。

(2)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案来实现：

一种用于快速热响应的小惯性高温电偶，主要由电器接线柱、感头安装座、感头支管套管、感头受感部套管以及测温元件电偶丝构成；感头支管套管与感头受感部套管为一整体结构，感头支管套管其上端与感头安装座连接，两个电器接线柱安装在感头安装座的上部，测温元件电偶丝穿过感头受感部套管和感头支管套管、感头安装座接在电器接线柱上。

所述的感头支管套管、感头受感部套管是采用高温合金材料制造而成，感头支管套管和感头受感部套管的外壁采用同轴焊接而成，感头支管的上部与感头安装座为焊接式连接。

所述的测温元件是采用I级K型电偶丝，其测量温度范围在300℃-1100℃，测温元件的偶丝为裸露型结构，为了保证快速热响应时间小于3秒的要求，偶丝的裸露长度L，直径D，其中：2.5＜L≤5，0.5≤D＜0.6，L/D＞5；偶丝两个电极选择对焊或点焊接的方法，以减小焊珠直径。

所述的测温元件的偶丝的外部套有陶瓷套管穿过感头支管套管与感头受感部套管，用高温水泥作为填料固定安装在感头受感部套管、感头支管套管的中间，再穿过感头安装座中心，分别焊接在两根电器接线柱的两极位置上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本快速热响应的小惯性高温电偶结构简单，成本低，使用极为方便，由于采用裸露型结构，能较好的保证测温元件在第一时间内采集到被测介质的温度变化，测量响应时间短，提高了工作效率，测量精度高和寿命长。

附图说明

图1为本发明的小惯性高温电偶的结构示意图。

图2为测温元件示意图。

1-电器接线柱    2-感头安装座    3-感头支管套管

4-感头受感部套管  5-电偶丝  6-陶瓷套管  7-高温水泥

8-焊珠

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步详述。以下实施只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

如图1和图2所示，本发明的一种用于快速响应的小惯性高温电偶主要由两根电器接线柱1、感头安装座2、感头支管套管3、感头受感部套管4以及测温元件电偶丝5构成；感头支管套管3与感头受感部套管4为一整体结构，感头支管套管3其上端与感头安装座2连接，两个电器接线柱1安装在感头安装座2的上部。

所述的感头支管套管3与感头受感部套管4是采用高温合金材料制造而成，可以在1200℃高温下正常工作，感头支管套管3和感头受感部套管4的外壁采用同轴焊接而成，感头支管套管3的上部与感头安装座2为焊接式连接。

所述的测温元件的电偶丝5是采用I级K型电偶丝，其测量温度范围在300℃-1100℃，测温元件的电偶丝5为裸露型结构，为了保证快速热响应时间小于3秒的要求，偶丝的裸露长度L，直径D，通过试验得出：2.5＜L≤5，0.5≤D＜0.6，L/D的关系为L/D＞5；电偶丝5的两个电极选择对焊或点焊接的方法，减小焊珠8的直径。

所述的测温元件的电偶丝5的两极外部套有陶瓷套管6穿过感头受感部套管4和感头支管套管3，用高温水泥7作为填料把外部套有陶瓷套管6的电偶丝5的两极固定安装在感头受感部套管4、感头支管套管3的中间，再穿过感头安装座2中心，把电偶丝5的两极分别焊接在两根电器接线柱1的位置上。