铠装热电偶辅助焊接装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型的实施例涉及管壁温度测量，尤其涉及铠装热电偶焊接。
【背景技术】
[0002]现有技术中，圆管式加热管束广泛用于加热流体工质，而加热管束的温度准确监测与记录具有重要意义。热电偶是广泛使用的测温元件，它通过与被测物体接触，使热电偶丝达到与被测物体同样的温度，并把温度信号转换成热电动势信号，再通过电气仪表进行采集得到准确的温度值。
[0003]常见的标准热电偶根据是否具有保护套管，可分为裸丝热电偶、铠装热电偶。裸丝热电偶直接将两条不同金属线的一端结合在一起，另一端连接到热电偶温度计或其他采集设备上，无外部保护护套，适于测量需要较短响应时间的静态或流动的非腐蚀性气体温度。铠装热电偶在热电偶外部增加了金属保护套，且金属保护套与内部热电偶丝绝缘，适于测量静态或流动腐蚀性或一般气体及液体温度。在科研实验中较多采用的细丝型铠装热电偶直径最细可达0.25mm，外部铠装包壳与内部热电偶丝之间采用氧化镁绝缘。
[0004]在用铠装热电偶测量圆管式加热管束表面温度时，往往需要将热电偶固定在加热管表面，保证热电偶测温端与被测表面直接接触，且尽量排除其它外部因素的影响。热电偶的固定方法主要包括:紧固接触式与焊接式。
[0005]对于紧固接触式固定方法，最简单的方法是采用胶带、固定箍、固定片等直接将热电偶贴于待测圆管表面，但是极易造成热电偶与热管表面接触不良，易受周围环境的温度影响，产生额外附加热阻，测量结果与热管表面实际温度产生误差。另一种方式为设计专门的紧固装置，例如专利《一种热电偶夹持装置》(CN201955164U)、《热电偶夹》(CN201974247U)等提出简单的夹持方式，将热电偶直接以线接触的方式固定在待测圆管外表面；专利《圆管外壁温测量热电偶的定位器》(CN101403640A)公开了一种圆管外壁温测量热电偶的定位器，该热电偶定位夹持器可由束紧钢圈、陶瓷支脚、自紧夹持螺栓和紧固螺栓组成，可用于普通圆管及通电加热圆管外壁温测量热电偶的精确定位；专利《热电偶夹持装置》(CN2854539Y)提供一种热电偶夹持装置，利用夹持件夹持热电偶，并通过活动臂与支撑件的搭配，可使该夹持件调整到适当的位置与角度，使所夹持的热电偶稳固地接置在所需测试温度的待测物表面。然而，以上专利实质上是直接紧固接触式固定方法的改进，适用于管内流体流动下的外壁温测量；但是对于大部分管壳式换热器、管束加热器，加热管本身浸没在流体之中，加热管管外侧加热流体并要求测点对管外流场的影响尽量小，这种情况下管外壁一般不能有附加的固定装置，否则对管外流场的影响很大，也会影响测量精度。
[0006]因此，对于圆管外壁有流体流过并要求测温点对外部流场影响尽量小的情况下，将热电偶焊接到被测表面是佳解决方案。对于裸丝热电偶，可以采用电容储能冲击焊的方法将裸丝热电偶固定在被测表面，该方法利用电容提供集中能量通过弧光放电使热电偶测温点处金属瞬间熔化，同时伴随冲击力将热电偶接头顶端与被测表面金属熔合。对于流动工质为液体或其他腐蚀性流体的情况，则需使用铠装热电偶测量，由于铠装热电偶内部存在氧化镁绝缘层，无法采用电容冲击焊进行焊接。另外，常用的氩弧焊同样不可行，因为氩弧焊温度高达上千度，会破坏铠装热电偶结构。
[0007]对于焊接方式的问题，较实用的解决方案是锡焊技术。由于锡的熔点是231.9°C，所以对于加热管管壁温度低于231.9°C的情况，可以采用锡焊对铠和加热管壁进行焊接，从而不会破坏热电偶内部结构。但是，锡对铝、不锈钢、铸铁等材料可焊性很差，而一般加热管采用不锈钢作为主要材料。经实践，可采用特殊配制的助焊剂将铠装热电偶焊接到不锈钢加热管管壁表面。
[0008]对于加热管呈竖直管束布置时，管间距很小，很难保证焊锡能够贴附在被焊表面，大部分焊锡在重力作用下掉落，焊接很难成功。现有技术还无法解决这种问题，也没有相应的焊接辅助工具。
【实用新型内容】
[0009]为了便于将铠装热电偶焊接到待测管上，且焊点对管外流场的影响尽量降低，提出本实用新型。
[0010]根据本实用新型的一个方面的实施例，提出了一种铠装热电偶辅助焊接装置，包括:筒体，所述筒体限定轴线且具有轴线上的第一端和第二端，所述筒体适于围绕热电偶所要安装的管的外壁可拆卸地定位，其中:所述筒体的第一端的部分筒体壁远离所述轴线向外凸出而形成至少一个焊料槽，所述焊料槽适于与所述至少一部分外壁共同形成容纳焊料的空间，所述焊料槽限定在第一端与第二端之间的第一位置与第一端的端缘之间。
[0011 ] 在可选的示例性实施例中，所述管为圆管；且所述筒体包括两个半体，每一个半体具有圆弧接合形状，两个半体适于可拆卸地围绕定位到所述圆管的外壁，且至少一个半体上设置有一个所述焊料槽。
[0012]进一步地，所述两个半体的一侧平行于所述轴线可枢转连接，另一侧可拆卸固定。进一步地，一个半体的另一侧设置有螺纹孔，而另一个半体的另一侧设置有螺钉，所述螺钉适于配合到所述螺纹孔内而沿圆周方向紧固所述两个半体的另一侧。进一步地，所述螺钉不可脱落地设置在所述另一半的另一侧上。
[0013]在可选的示例性实施例中，所述焊料槽沿所述轴线的最大深度在10mm-25mm之间。
[0014]进一步地，所述焊料槽为自所述第一端的端缘朝向所述第一位置渐缩的形状。更进一步地，所述焊料槽的内表面到筒体壁外侧的距离自所述第一端的端缘朝向所述第一位置逐渐变小到零，且所述焊料槽的内表面在所述第一端的端缘处到所述筒体壁外侧的距离为 5_8mm0
[0015]可选地，所述焊料槽的内表面到筒体壁外侧的距离自所述第一端的端缘朝向所述第一位置延伸的过程中逐渐变大到5-8_然后逐渐变小到零，且所述焊料槽的内表面在所述第一端的端缘处到所述筒体壁外侧的距离为3-5mm。
[0016]在可选的示例性实施例中，上述铠装热电偶辅助焊接装置还包括:至少一个压紧部，每一个压紧部对应于一个焊料槽、且适于在该焊料槽的铠装热电偶插入到焊料槽内的插入方向上的上游侧将插入到焊料槽内的铠装热电偶按压在所述管的外壁上。
[0017]在可选的示例性实施例中，每一个压紧部包括:设置在所述筒体的每一个焊料槽的沿周向方向的两侧的支座；门形支架，所述门形支架的两端分别由所述支座可枢转支撑，且所述门形支架的两端与所述支座过盈配合；设置在门形支架的横梁上的压块，所述压块适于基于所述门形支架的枢转将插入到焊料槽内的铠装热电偶按压在所述管的外壁上。
[0018]在可选的示例性实施例中，每一个压紧部包括:设置在所述筒体的每一个焊料槽的沿周向方向的两侧的支座；弹簧门形支架，所述门形支架包括两个弹性臂和连接在两个弹性臂之间的横梁，两个弹性臂分别由所述支座固定；设置在门形支架的横梁上的压块，所述两个弹性臂提供将压块按压在所述管的外壁上的弹性。
[0019]在可选的示例性实施例中，每一个压块上设置有沿插入方向定向的适于与所述管的外壁相对的