专利名称：贯穿式表面热电偶的制作方法
技术领域：
本实用新型属于传感器技术领域，更进一步涉及一种敏感元件可移动的贯穿式表面热电偶。
发动机气缸及其它热力容器内近固体壁面的流体温度随着距壁面距离的不同有着很大的变化，从而影响到流体与壁面的传热量及缸体或容器的热负荷。通过测量近壁面的不同流层的流体温度，可以达到检测流体与固体壁面传热量的目的。发动机缸内近壁面边界层内温度测量相当困难，这方面报道寥寥无几，仅有的资料表明，以往的测量均采用以喇曼散射技术为基础的光学方法，此种方法的缺点是它不仅需要较为复杂的光学系统，而且，应用于发动机缸内近壁面边界层内的温度测量时还存在着两方面的问题，一方面是因为其只有透明火焰光束才能穿过，所以仅能够测量透明火焰的汽油发动机缸内近壁面边界层内的温度，而不能用于非透明火焰的柴油机发动机缸内近壁面边界层内的温度测量；另一方面，因为在发动机缸内的火力侧，壁面上不同位置的近壁面边界层内的温度是变化的，而它只能测量整体壁面的平均值，不能测量壁面上局部位置的近壁面边界层内的温度。
本实用新型的目的在于提供一种能贯穿发动机缸盖，敏感元件可伸入发动机缸内且可沿缸盖火力侧壁面垂直方向微动的表面热电偶，它可对缸内近壁面不同流层的温度进行测量，从而获得热边界层的温度，具有设计思路新颖、结构简单、使用方便、测量准确率高的特点。
为达到上述目的，本实用新型的解决方案是它包括敏感元件、杆体和微调器，敏感元件由基体和表面热电偶组成，通过杆体将敏感元件和微调器连接在一起，从而通过旋转微调器可使敏感元件沿传感器轴线方向移动，采集到不同流层的温度值。
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述。
图1为本实用新型整体结构示意图。
图2为本实用新型敏感元件1的内部结构剖视图。
图3为本实用新型杆体2的内部结构剖视图。
图4为本实用新型微调器内部3结构剖视图。
参见图1，本实用新型包括一敏感元件1、杆体2和微调器3。敏感元件1的上端与杆体2的下端连接，敏感元件1上布置有两根相互绝缘的热电偶丝7，热电偶丝7穿过杆体2与微调器3从中心孔引出，杆体2的上部穿过微调器3通过螺纹和突缘与微调器3上的微调器盖10连接。
参见图2，本实用新型的敏感元件1是在非金属绝热材料圆柱体基体5中布置两根热偶丝7，两根热偶丝7的下端面与基体5的下端面平齐，两根热偶丝7与基体5通过非金属绝热填料6固装在一起，在基体5的下端面上有用阴极贱射将两跟偶丝7连通的金属膜层4。
参见图3，本实用新型的杆体2为一空心金属材料圆杆，其上部加工有圆柱体突台和螺纹，与微调器3联接。
参见图4，本实用新型的微调器3是在一金属材料空心圆柱体固定标尺8内壁止加工有螺纹，与杆体2的上部螺纹配合，固定标尺8的下部加工有突台和螺纹，供使用时安装在发动机上，活动标尺9与固定标尺8套装在一起，其间的配合为间隙配合。活动标尺9的上部通过螺纹与微调器盖10联结，并夹紧杆体2上端的联结突缘，使活动标尺9和杆体2及微调器盖紧固在一起。
本实用新型贯穿式表面热电偶的工作过程为将本实用新型从发动机气缸盖外部插入缸盖，使其敏感元件1进入发动机缸内近壁流体层内，然后，将两根偶丝7经补偿导线接到数据采集仪的输入端。发动机运行时，缸内热流体与该贯穿式表面热电偶敏感元件1中的膜层4接触，进行热量交换，由于膜层4很薄，响应很快，膜层4温度瞬间变化，在热电效应和接触效应的作用下，热电偶回路中便产生一个电压信号，该电压信号利用二次仪表的数据采集仪采集和显示。旋转微调器3的活动标尺9调整敏感元件膜层4的位置，使敏感元件1沿传感器轴线方向移动，便可以采集到不同流层的温度值。
权利要求1.一种贯穿式表面热电偶，包括一敏感元件(1)，其特征在于，敏感元件(1)的上端与杆体(2)的下端连接，敏感元件(1)上布置有两根相互绝缘的热电偶丝(7)，热电偶丝(7)穿过杆体(2)和微调器(3)从中心孔引出，杆体(2)的上部穿过微调器(3)通过螺纹和突缘与微调器(3)上的微调器盖(10)连接。
2.根据权利要求1所述的贯穿式表面热电偶，其特征在于，敏感元件(1)包括一非金属绝热材料圆柱体基体(5)，基体(5)中布置两根热偶丝(7)，两根热偶丝(7)的下端面与基体(5)的下端面平齐，两根热偶丝(7)与基体(5)通过非金属绝热填料(6)固装在一起，在基体(5)的下端面上用阴极溅射形成有将两根偶丝(7)连通的金属膜层(4)。
3.根据权利要求1所述的贯穿式表面热电偶，其特征在于，杆体(2)为一空心金属材料圆杆，其上部加工有圆柱体突台和螺纹。
4.根据权利要求1所述的贯穿式表面热电偶，其特征在于，微调器(3)包括一固定标尺(8)，固定标尺(8)内壁上加工有螺纹，固定标尺(8)的下部加工有突台和螺纹，活动标尺(9)与固定标尺(8)套装在一起，活动标尺(9)的上部通过螺纹与微调器盖(10)联结，并夹紧杆体(2)上端的联结突缘，使活动标尺(9)和杆体(2)及微调器盖紧固在一起。
专利摘要一种敏感元件可移动的贯穿式表面热电偶,它包括敏感元件、杆体和微调器。敏感元件由基体和表面热电偶组成,通过杆体将敏感元件和微调器连接在一起,从而通过微调器使敏感元件沿传感器轴线方向移动,达到测量流体不同流层温度的目的,具有设计新颖、结构简单、使用方便的特点,可适用于汽油发动机和柴油机的缸内近壁面边界层内的温度测量。
文档编号G01K7/02GK2492845SQ0121294
公开日2002年5月22日 申请日期2001年1月16日 优先权日2001年1月16日
发明者刘明安, 潘克煜 申请人:西安交通大学