一种多层遮热的抽气水冷式热电偶测温装置的制造方法
专利名称:一种多层遮热的抽气水冷式热电偶测温装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种多层遮热的抽气水冷式热电偶测温装置，用以测量高温环境，如炉膛内部的温度，该装置包括遮热组件、热电偶和水冷组件，所述的热电偶包括热电偶丝、法兰和接线盒，所述的热电偶丝的冷端与接线盒连接，热端穿过法兰与高温环境接触，所述的热电偶丝外部套设有热电偶丝套管，所述的热电偶丝、电偶丝套管和水冷组件由内向外依次共轴设置，所述的热电偶丝与高温环境接触处设有遮热组件，所述的遮热组件安装在水冷组件的顶端。与现有技术相比，本实用新型具有安全性高、精确度高等优点。
【专利说明】
-种多层廬热的抽气水冷式热电偶测溫装置
技术领域
[0001] 本实用新型设及工业锅炉热电偶检测领域，尤其是设及一种多层遮热的抽气水冷 式热电偶测溫装置。
【背景技术】
[0002] 工业锅炉采用热电偶检测各系统的溫度，使操作人员可W准确掌握锅炉的运行情 况，W便及时调整锅炉的运行参数，确保锅炉的安全运行。现有锅炉热电偶测溫装置由于用 裸露的热电偶直接测量，导致测量结果精确度低；同时在锅炉内部环境中由于高溫，测量装 置在重力作用下很容易变形，导致装置易损坏，从而影响试验的进行。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种安全性高、 精确度高的多层遮热的抽气水冷式热电偶测溫装置。
[0004] 本实用新型的目的可W通过W下技术方案来实现：
[0005] -种多层遮热的抽气水冷式热电偶测溫装置，用W测量高溫环境，如炉膛内部的 溫度，该装置包括遮热组件、热电偶和水冷组件，所述的热电偶包括热电偶丝、法兰和接线 盒，所述的热电偶丝的冷端与接线盒连接，热端穿过法兰与高溫环境接触，所述的热电偶丝 外部套设有热电偶丝套管，所述的热电偶丝、电偶丝套管和水冷组件由内向外依次共轴设 置，所述的热电偶丝与高溫环境接触处设有遮热组件，所述的遮热组件安装在水冷组件的 顶端。
[0006] 所述的水冷组件为一顶端密封、尾端与法兰连接的水套管，所述的水套管的横截 面为圆环形，所述的热电偶丝套管设置在水套管内，并且通过螺栓与水套管内壁固定，所述 的水套管的尾部分别开设有与外部水源连通的进水口和出水口。
[0007] 所述的水套管内壁与热电偶丝套管外壁形成一环形气冷通道，所述的气冷通道 的顶端与高溫环境连通，尾部开设有与外部风机连通的抽气口。
[000引所述的遮热组件套设在热电偶丝热端外部，包括至少两层由内向外同屯、设置的筒 状遮热罩，所述的遮热罩固定在水套管密封的顶端。
[0009] 该热电偶测溫装置还包括设置在水套管外壁上的下绝热把手和设置在法兰上的 上绝热把手。
[0010] 所述的热电偶丝热端与高溫环境接触接点的表面为磨光表面。
[0011] 所述的热电偶丝为销锭-销热电偶。
[0012] 多层遮热罩之间设有间隔。
[0013] 与现有技术相比，本实用新型具有W下优点：
[0014] 1、采用遮热罩提高精确度:采用裸露的热电偶直接测量炉膛中高溫烟气的溫度， 当热电偶读数稳定，达到热平衡状态时，烟气传给热电偶的热量等于热电偶对水冷壁的福 射传热量，因此，水冷壁溫度越低，热电偶对水冷壁的福射传热量越大，热电偶读数和烟气 实际溫度的差就越大，为了提高热电偶的指示溫度，可将热电偶置于遮热罩中，运时遮热罩 的溫度必高于水冷壁溫度，热电偶向遮热罩福射传热。当热电偶读数稳定，达到热平衡状态 时，必有烟气传给热电偶的热量等于热电偶对遮热罩的福射传热量，则此时热电偶的读数 提高，其测得的溫度更接近烟气实际溫度，同时采用同屯、圆筒状的遮热罩，可W更有利于减 小热电偶的指示值ti和烟道壁面溫度U的溫差，测量精确度将会更高，另外采用=层遮热罩 能够有效保护贵金属销锭-销热电偶丝由于溫度过高而损坏失去灵敏度。
[0015] 2、采用气冷组件提高精确度:在采用遮热罩的同时再采用气冷组件可W使热电偶 接点附近的的局部流速增大，提高热电偶表面传热系数，进一步提高遮热罩和热电偶溫度， 从而提高测量的精确度，并且设计的气冷组件具有可调节性，当热电偶的指示值ti和烟道 壁面溫度U的溫差越大时，气冷组件的抽气速度越快，反之则减慢。
[0016] 3、采用低发射率的热电偶接点提高精确度:选取低发射率的材料，并将热电偶接 点表面磨光W达到降低发射率提高测量精度的效果。
[0017] 4、采用销锭-销热电偶提高精确度:锅炉炉膛溫度一般在IOOCTC W上，而销锭-销 热电偶为贵金属热电偶，长期最高溫度为1300°C，短期最高溫度为1600°C。具有准确度最 高、稳定性最好、测溫溫区宽、使用寿命长等优点。它的物理、化学性能良好，热电势稳定性 及高溫下抗氧化性能好，适用于氧化和惰性气氛中。
[0018] 5、采用水冷组件提高安全性:采用水冷组件能够有效降低测量装置的表面溫度， 避免装置在锅炉内部环境中由于受高溫影响在重力作用下易变形，导致装置损坏影响试验 的进行，从而提高测量的安全性。并且设计的水冷组件具有可调节性，当热电偶的指示值ti 越接近水套管材料溫度的承受值时，水冷组件的水流速度越快，反之则减慢。
[0019] 6、采用耐高溫、耐腐蚀、高强度等材料提高安全性:装置有关材料采用耐高溫、耐 腐蚀、高强度等材料，延长装置寿命，提高测量的安全性。
[0020] 7、采用上下式绝热手把提高安全性:在装置上安装上下式的绝缘手把，便于操作 人员在实验中更好的控制装置，提高测量的安全性。
【附图说明】
[0021 ]图1为本实用新型的结构主视剖面图。
[0022] 图2为遮热罩的结构示意图。
[0023] 图3为本实用新型的结构左视图。
[0024] 图4为水套管和气套管的结构示意图。
[0025] 图5为裸露热电偶直接测量的装置的结构示意图。
[00%] 其中，1、螺栓，2、遮热罩，3、热电偶丝，4、水套管，5、热电偶丝套管，6、锅炉炉墙，7、 保溫层，8、锅炉外墙护板，9、下绝热把手，10、气冷通道，11、抽气口，12、进水口，13、出水口， 14、法兰，15、上绝热把手，16、接线盒，17、水套管端面。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[002引实施例；
[0029] W传统的用裸露的热电偶直接测量的装置进行分析，如图5所示。假设热电偶的指 示值为tl，烟道壁面溫度为tw，烟气的真实溫度为tf，烟气流过热电偶时的表面传热系数为 h，热电偶接点表面发射率为e，黑体福射常数为0,通过计算分析可W得到有关烟气真实溫 度tf的表达式，如下：
[0030]
[0031] 所W可W通过W下方法来减小tf和ti之间的差值，从而提高测量的精确度，使试验 相对误差可W降低到0.6% W下。
[0032] 如图1-4所示，本装置包括贯穿锅炉炉墙6、保溫层7、锅炉外墙护板的水套管4, W 及有热电偶丝3、热电偶丝套管5、接线盒16组成的热电偶，热电偶通过法兰14连接于水套管 4,水套管4位于锅炉内腔的水套管端面17为封闭面，并与=层同屯、圆筒状的遮热罩2相连， 遮热罩2左端与炉膛相通;热电偶丝3的冷端连接于接线盒16中，热电偶丝3的热端插入热电 偶丝套管5,再穿过热电偶丝套管5并露出其端部在遮热罩2里面，热电偶丝3的热端所在端 的热电偶丝套管5通过3个螺栓1与水套管4进行固定。
[0033] 进行测量时，抽气口 11分别与实验配套的抽风机相连，并根据实验要求调节风量； 进水口 12与实验配套的进水管道相连，出水口 13与实验配套的出水管道相连，并根据实验 要求调节水量。
[0034] 本实用新型不局限于在锅炉中，类似锅炉运种高溫环境均可W进行测量。
【主权项】
1. 一种多层遮热的抽气水冷式热电偶测温装置，用以测量高温环境的温度，其特征在 于，该装置包括遮热组件、热电偶和水冷组件，所述的热电偶包括热电偶丝(3)、法兰（14)和 接线盒(16)，所述的热电偶丝(3)的冷端与接线盒(16)连接，热端穿过法兰（14)与高温环境 接触，所述的热电偶丝(3)外部套设有热电偶丝套管(5)，所述的热电偶丝(3)、电偶丝套管 (5)和水冷组件由内向外依次共轴设置，所述的热电偶丝(3)与高温环境接触处设有遮热组 件，所述的遮热组件安装在水冷组件的顶端。2. 根据权利要求1所述的一种多层遮热的抽气水冷式热电偶测温装置，其特征在于，所 述的水冷组件为一顶端密封、尾端与法兰（14)连接的水套管(4)，所述的水套管(4)的横截 面为圆环形，所述的热电偶丝套管(5)设置在水套管(4)内，并且通过螺栓（1)与水套管(4) 内壁固定，所述的水套管（4)的尾部分别开设有与外部水源连通的进水口（12)和出水口 (13) 〇3. 根据权利要求2所述的一种多层遮热的抽气水冷式热电偶测温装置，其特征在于，所 述的水套管（4)内壁与热电偶丝套管（5)外壁形成一环形气冷通道（10)，所述的气冷通道 (10)的顶端与高温环境连通，尾部开设有与外部风机连通的抽气口（ 11)。4. 根据权利要求2所述的一种多层遮热的抽气水冷式热电偶测温装置，其特征在于，所 述的遮热组件套设在热电偶丝（3)热端外部，包括至少两层由内向外同心设置的筒状遮热 罩(2)，所述的遮热罩(2)固定在水套管(4)密封的顶端。5. 根据权利要求1所述的一种多层遮热的抽气水冷式热电偶测温装置，其特征在于，该 热电偶测温装置还包括设置在水套管(4)外壁上的下绝热把手(9)和设置在法兰（14)上的 上绝热把手（15)。6. 根据权利要求1所述的一种多层遮热的抽气水冷式热电偶测温装置，其特征在于，所 述的热电偶丝(3)热端与高温环境接触接点的表面为磨光表面。7. 根据权利要求1所述的一种多层遮热的抽气水冷式热电偶测温装置，其特征在于，所 述的热电偶丝(3)为铂铑-铂热电偶。8. 根据权利要求4所述的一种多层遮热的抽气水冷式热电偶测温装置，其特征在于， 多层遮热罩(2)之间设有间隔。
【文档编号】G01K7/06GK205719318SQ201620361873
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】潘卫国, 尤运, 姜未汀, 王文欢
【申请人】上海电力学院
【专利摘要】本实用新型涉及一种多层遮热的抽气水冷式热电偶测温装置，用以测量高温环境，如炉膛内部的温度，该装置包括遮热组件、热电偶和水冷组件，所述的热电偶包括热电偶丝、法兰和接线盒，所述的热电偶丝的冷端与接线盒连接，热端穿过法兰与高温环境接触，所述的热电偶丝外部套设有热电偶丝套管，所述的热电偶丝、电偶丝套管和水冷组件由内向外依次共轴设置，所述的热电偶丝与高温环境接触处设有遮热组件，所述的遮热组件安装在水冷组件的顶端。与现有技术相比，本实用新型具有安全性高、精确度高等优点。
【专利说明】
-种多层廬热的抽气水冷式热电偶测溫装置
技术领域
[0001] 本实用新型设及工业锅炉热电偶检测领域，尤其是设及一种多层遮热的抽气水冷 式热电偶测溫装置。
【背景技术】
[0002] 工业锅炉采用热电偶检测各系统的溫度，使操作人员可W准确掌握锅炉的运行情 况，W便及时调整锅炉的运行参数，确保锅炉的安全运行。现有锅炉热电偶测溫装置由于用 裸露的热电偶直接测量，导致测量结果精确度低；同时在锅炉内部环境中由于高溫，测量装 置在重力作用下很容易变形，导致装置易损坏，从而影响试验的进行。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种安全性高、 精确度高的多层遮热的抽气水冷式热电偶测溫装置。
[0004] 本实用新型的目的可W通过W下技术方案来实现：
[0005] -种多层遮热的抽气水冷式热电偶测溫装置，用W测量高溫环境，如炉膛内部的 溫度，该装置包括遮热组件、热电偶和水冷组件，所述的热电偶包括热电偶丝、法兰和接线 盒，所述的热电偶丝的冷端与接线盒连接，热端穿过法兰与高溫环境接触，所述的热电偶丝 外部套设有热电偶丝套管，所述的热电偶丝、电偶丝套管和水冷组件由内向外依次共轴设 置，所述的热电偶丝与高溫环境接触处设有遮热组件，所述的遮热组件安装在水冷组件的 顶端。
[0006] 所述的水冷组件为一顶端密封、尾端与法兰连接的水套管，所述的水套管的横截 面为圆环形，所述的热电偶丝套管设置在水套管内，并且通过螺栓与水套管内壁固定，所述 的水套管的尾部分别开设有与外部水源连通的进水口和出水口。
[0007] 所述的水套管内壁与热电偶丝套管外壁形成一环形气冷通道，所述的气冷通道 的顶端与高溫环境连通，尾部开设有与外部风机连通的抽气口。
[000引所述的遮热组件套设在热电偶丝热端外部，包括至少两层由内向外同屯、设置的筒 状遮热罩，所述的遮热罩固定在水套管密封的顶端。
[0009] 该热电偶测溫装置还包括设置在水套管外壁上的下绝热把手和设置在法兰上的 上绝热把手。
[0010] 所述的热电偶丝热端与高溫环境接触接点的表面为磨光表面。
[0011] 所述的热电偶丝为销锭-销热电偶。
[0012] 多层遮热罩之间设有间隔。
[0013] 与现有技术相比，本实用新型具有W下优点：
[0014] 1、采用遮热罩提高精确度:采用裸露的热电偶直接测量炉膛中高溫烟气的溫度， 当热电偶读数稳定，达到热平衡状态时，烟气传给热电偶的热量等于热电偶对水冷壁的福 射传热量，因此，水冷壁溫度越低，热电偶对水冷壁的福射传热量越大，热电偶读数和烟气 实际溫度的差就越大，为了提高热电偶的指示溫度，可将热电偶置于遮热罩中，运时遮热罩 的溫度必高于水冷壁溫度，热电偶向遮热罩福射传热。当热电偶读数稳定，达到热平衡状态 时，必有烟气传给热电偶的热量等于热电偶对遮热罩的福射传热量，则此时热电偶的读数 提高，其测得的溫度更接近烟气实际溫度，同时采用同屯、圆筒状的遮热罩，可W更有利于减 小热电偶的指示值ti和烟道壁面溫度U的溫差，测量精确度将会更高，另外采用=层遮热罩 能够有效保护贵金属销锭-销热电偶丝由于溫度过高而损坏失去灵敏度。
[0015] 2、采用气冷组件提高精确度:在采用遮热罩的同时再采用气冷组件可W使热电偶 接点附近的的局部流速增大，提高热电偶表面传热系数，进一步提高遮热罩和热电偶溫度， 从而提高测量的精确度，并且设计的气冷组件具有可调节性，当热电偶的指示值ti和烟道 壁面溫度U的溫差越大时，气冷组件的抽气速度越快，反之则减慢。
[0016] 3、采用低发射率的热电偶接点提高精确度:选取低发射率的材料，并将热电偶接 点表面磨光W达到降低发射率提高测量精度的效果。
[0017] 4、采用销锭-销热电偶提高精确度:锅炉炉膛溫度一般在IOOCTC W上，而销锭-销 热电偶为贵金属热电偶，长期最高溫度为1300°C，短期最高溫度为1600°C。具有准确度最 高、稳定性最好、测溫溫区宽、使用寿命长等优点。它的物理、化学性能良好，热电势稳定性 及高溫下抗氧化性能好，适用于氧化和惰性气氛中。
[0018] 5、采用水冷组件提高安全性:采用水冷组件能够有效降低测量装置的表面溫度， 避免装置在锅炉内部环境中由于受高溫影响在重力作用下易变形，导致装置损坏影响试验 的进行，从而提高测量的安全性。并且设计的水冷组件具有可调节性，当热电偶的指示值ti 越接近水套管材料溫度的承受值时，水冷组件的水流速度越快，反之则减慢。
[0019] 6、采用耐高溫、耐腐蚀、高强度等材料提高安全性:装置有关材料采用耐高溫、耐 腐蚀、高强度等材料，延长装置寿命，提高测量的安全性。
[0020] 7、采用上下式绝热手把提高安全性:在装置上安装上下式的绝缘手把，便于操作 人员在实验中更好的控制装置，提高测量的安全性。
【附图说明】
[0021 ]图1为本实用新型的结构主视剖面图。
[0022] 图2为遮热罩的结构示意图。
[0023] 图3为本实用新型的结构左视图。
[0024] 图4为水套管和气套管的结构示意图。
[0025] 图5为裸露热电偶直接测量的装置的结构示意图。
[00%] 其中，1、螺栓，2、遮热罩，3、热电偶丝，4、水套管，5、热电偶丝套管，6、锅炉炉墙，7、 保溫层，8、锅炉外墙护板，9、下绝热把手，10、气冷通道，11、抽气口，12、进水口，13、出水口， 14、法兰，15、上绝热把手，16、接线盒，17、水套管端面。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[002引实施例；
[0029] W传统的用裸露的热电偶直接测量的装置进行分析，如图5所示。假设热电偶的指 示值为tl，烟道壁面溫度为tw，烟气的真实溫度为tf，烟气流过热电偶时的表面传热系数为 h，热电偶接点表面发射率为e，黑体福射常数为0,通过计算分析可W得到有关烟气真实溫 度tf的表达式，如下：
[0030]
[0031] 所W可W通过W下方法来减小tf和ti之间的差值，从而提高测量的精确度，使试验 相对误差可W降低到0.6% W下。
[0032] 如图1-4所示，本装置包括贯穿锅炉炉墙6、保溫层7、锅炉外墙护板的水套管4, W 及有热电偶丝3、热电偶丝套管5、接线盒16组成的热电偶，热电偶通过法兰14连接于水套管 4,水套管4位于锅炉内腔的水套管端面17为封闭面，并与=层同屯、圆筒状的遮热罩2相连， 遮热罩2左端与炉膛相通;热电偶丝3的冷端连接于接线盒16中，热电偶丝3的热端插入热电 偶丝套管5,再穿过热电偶丝套管5并露出其端部在遮热罩2里面，热电偶丝3的热端所在端 的热电偶丝套管5通过3个螺栓1与水套管4进行固定。
[0033] 进行测量时，抽气口 11分别与实验配套的抽风机相连，并根据实验要求调节风量； 进水口 12与实验配套的进水管道相连，出水口 13与实验配套的出水管道相连，并根据实验 要求调节水量。
[0034] 本实用新型不局限于在锅炉中，类似锅炉运种高溫环境均可W进行测量。
【主权项】
1. 一种多层遮热的抽气水冷式热电偶测温装置，用以测量高温环境的温度，其特征在 于，该装置包括遮热组件、热电偶和水冷组件，所述的热电偶包括热电偶丝(3)、法兰（14)和 接线盒(16)，所述的热电偶丝(3)的冷端与接线盒(16)连接，热端穿过法兰（14)与高温环境 接触，所述的热电偶丝(3)外部套设有热电偶丝套管(5)，所述的热电偶丝(3)、电偶丝套管 (5)和水冷组件由内向外依次共轴设置，所述的热电偶丝(3)与高温环境接触处设有遮热组 件，所述的遮热组件安装在水冷组件的顶端。2. 根据权利要求1所述的一种多层遮热的抽气水冷式热电偶测温装置，其特征在于，所 述的水冷组件为一顶端密封、尾端与法兰（14)连接的水套管(4)，所述的水套管(4)的横截 面为圆环形，所述的热电偶丝套管(5)设置在水套管(4)内，并且通过螺栓（1)与水套管(4) 内壁固定，所述的水套管（4)的尾部分别开设有与外部水源连通的进水口（12)和出水口 (13) 〇3. 根据权利要求2所述的一种多层遮热的抽气水冷式热电偶测温装置，其特征在于，所 述的水套管（4)内壁与热电偶丝套管（5)外壁形成一环形气冷通道（10)，所述的气冷通道 (10)的顶端与高温环境连通，尾部开设有与外部风机连通的抽气口（ 11)。4. 根据权利要求2所述的一种多层遮热的抽气水冷式热电偶测温装置，其特征在于，所 述的遮热组件套设在热电偶丝（3)热端外部，包括至少两层由内向外同心设置的筒状遮热 罩(2)，所述的遮热罩(2)固定在水套管(4)密封的顶端。5. 根据权利要求1所述的一种多层遮热的抽气水冷式热电偶测温装置，其特征在于，该 热电偶测温装置还包括设置在水套管(4)外壁上的下绝热把手(9)和设置在法兰（14)上的 上绝热把手（15)。6. 根据权利要求1所述的一种多层遮热的抽气水冷式热电偶测温装置，其特征在于，所 述的热电偶丝(3)热端与高温环境接触接点的表面为磨光表面。7. 根据权利要求1所述的一种多层遮热的抽气水冷式热电偶测温装置，其特征在于，所 述的热电偶丝(3)为铂铑-铂热电偶。8. 根据权利要求4所述的一种多层遮热的抽气水冷式热电偶测温装置，其特征在于， 多层遮热罩(2)之间设有间隔。
【文档编号】G01K7/06GK205719318SQ201620361873
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】潘卫国, 尤运, 姜未汀, 王文欢
【申请人】上海电力学院
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