专利名称：一种加强型热电偶的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种热电偶工业测温领域，是一种广泛应用于工业测温，特别是钢铁、冶铜和热处理等行业测温的传感器。
背景技术：
普通的可拆卸的工业热电偶(以下简称普通型热电偶)国内外已经沿用了几十年。我国目前所使用的这类普通型热电偶的结构与前苏联Γ OCT标准的结构差不了多少。 主要是出于制造上的方便，作为热电偶关键件的热电极偶丝，其直径是一致的。廉金属的热电极偶丝的直径规格有0. 5、1、1. 5、2、2. 5、3、3. 2mm等多种可供选择。 业内人士众所周知热电极偶丝的直径不影响热电势却影响使用寿命。为降低成本，使用者往往选用小直径的热电极偶丝。贵金属的热电极偶丝由于价格昂贵，只有一种规格直径0. 5mm。然而，目前许多生产厂为了降低销售价，经常使用直径小于0. 4mm的热电极偶丝。买方也十分清楚这一事实，为降低成本也就认可了。上述两种情况看似成本降低了，使用寿命却缩短了。更换热电偶的次数增多，而且换偶时不论外保护管是否损坏往往全部更换，成本反而升高，生产还受影响，是对多种材料资源的浪费。有时为了测较高温度，不得已不惜代价选用粗的偶丝，且整支偶丝都很粗，一旦高温端被烧坏，整支偶丝都废弃。这也是对热电极材料资源的浪费。这些浪费资源的状况，多年来未引起人们的关注，给国民经济带来较大损失，令人惋惜。
实用新型内容本实用新型的目的，就是针对上述令人惋惜的不良状况，提供一种加强型热电偶， 既节约材料资源，又延长其使用寿命，从而降低生产成本，增加社会经济效益。本实用新型的技术方案的理论基础是热电偶中间温度定律热电偶回路两端点温度为T(高温)，Ttl(低温)的热电势等于热电偶在温度T、Tn时的热电势与温度为Tn、T0时的热电势的代数和，其中Tn是介于Τ、!；之间的一个中间温度。数学表达式总热电势TO =Ετ, Tn+ETn, το,等式右边就表示是两支热电偶热电势之和。欲延长热电偶的使用寿命，必须从这两方面入手加粗热电极偶丝和加强其隔离保护。选用粗的热电极偶丝很容易，可选择的直径规格很多，但势必提高成本和潜在着资源的浪费。如何化解这对矛盾呢？我们提出了以下的技术方案。关于加粗热电极偶丝，我们用直径大小不等的两支热电极偶丝对接起来代替一支直径一致的热电极偶丝。具体地说，就是将热电极偶丝在长度上一分为二 前半部分和后半部分。前半部分处于高温区易损坏，选用较大直径的偶丝，后半部分处于稳定的低温区选用较小直径的偶丝，将它们对应着焊接，就组成一对直径有变化的热电极偶丝。用稳定的后半部分减径下来的材料去加粗薄弱的前半部分，总的材料没增加，成本没增加，加粗热电极偶丝就实现了。[0010]关于加强保护热电极偶丝，我们用双层保护管加填充粉料来实现。热电极偶丝高温时极易与氧气、一氧化碳、硫化物等有害气体发生化学反应而变质变脆，误差增加甚至断裂报废。仅靠一支外保护管隔离有害气体是不够的。我们再增加一支内保护管，其中还要填充高纯度氮化铝超微粉末来再次隔离有害气体，进一步保护热电极偶丝。综上所述，按照本实用新型提供的技术方案，一种加强型热电偶包括外保护管，通过管口自身的管螺纹与接线盒座连接成一个完整的保护壳体，其中安装热电极组件和接线板，这两个部件由紧定螺栓相连接，接线板与接线盒之间放置绝缘垫之后用固定螺钉相连接，所述热电极组件中有测温关键件热电极偶丝，所述热电极偶丝的前半部分是较大直径的正热电极偶丝和负热电极偶丝，后半部分是较小直径的正热电极偶丝和负热电极偶丝， 前后两部分正负极性一致而大小直径不一致的热电极偶丝用氩弧辉对接。所述热电极组件是不可拆卸的整体部件，由内保护管、热电极偶丝、填充粉料、短瓷柱、长瓷杆、耐火泥组成，热电极偶丝的前半部分的较大直径正热电极偶丝和负热电极偶丝套上若干节有双孔的短瓷柱，后半部分的较小直径的正热电极偶丝和负热电极偶丝，穿入一根有两长孔的长瓷杆，留足对外的引线将与接线板相连接，将穿有短瓷柱和长瓷杆的热电极偶丝置入内保护管，填实其间隙的填充粉料选用高纯度的氮化铝超微粉末，用耐火泥封口固定，形成不可拆卸的整体，长瓷杆应突出于内保护管管口平面一小段以便插入接线板的中心孔与接线板中的紧定螺栓相连接。所述接线板是小部件，由瓷板，连接螺钉，接线柱和压接螺钉组成。两个连接螺钉分别把两个接线柱固定在瓷板上，热电极组件与接线板由紧定螺栓连接后，热电极组件外露的引线即较小直径的正负热电极偶丝，由压接螺钉分别固定在两个接线柱上。根据中间温度定律，所述热电极偶丝的前半部分是较大直径正热电极偶丝和负热电极偶丝，它们的长度必须相等，后半部分是较小直径正热电极偶丝和负热电极偶丝，所用材质与前半部分较大直径热电极偶丝相同。本实用新型的优点由于采用了上述的技术方案，使用不可拆卸的整体式的热电极组件，使热电极偶丝得到加粗和更好的保护，整支热电偶得到加强，使用寿命得到提高。一支加强型热电偶能抵几支普通型热电偶使用。节约了多种材料资源。降低了生产成本，提高经济效益。必将广泛应用于工业测温，尤其是钢铁、冶铜和热处理等行业。
图1为本实用新型K型加强型热电偶的结构示意图；图2为本实用新型热电极组件及接线板示意图；图3为本实用新型热电极偶丝示意图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种加强型热电偶，为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例进一步详细说明。如图1所示，本实用新型用K型加强型热电偶作为实施例详细描述。K型加强型热电偶包括外保护管2，通过管口的管螺纹与接线盒座5连接成一个完整的保护壳体，其中安装热电极组件1和接线板4，这两个部件由紧定螺栓7相连接，接线板4与接线盒座5之间放置绝缘垫3后用固定螺钉8相连接。属于接线盒的零件还有接线盒盖6，中空橡皮塞9， 中空螺钉10。如图2所示，热电极组件1是不可拆卸的整体部件，由内保护管1-1，热电极偶丝 1-2，填充粉料1-3，短瓷柱1-4，长瓷杆1-5，耐火泥1-6组成。热电极偶丝1_2的前半部分为较大直径偶丝，先套上若干节有两孔的短瓷柱1-4，热电极偶丝1-2的后半部分为较小直径偶丝，套上一根有两长孔的长瓷杆1-5，然后将它们置入内保护管1-1，向管内缓缓填实填充粉料1-3，用耐火泥1-6封口。填充粉料1-3选用高纯度的氮化铝超微粉末。将封有耐火泥1-6的热电极组件1竖着插入烘箱缓缓烘烤，除去内保护管1-1中的水分和气体，并固化耐火泥1-6，耐火泥1-6固化后，热电极组件1就成为一个结实、牢固、 密封的不可拆卸的整体。图2中还有接线板4，它是由瓷板4-1，连接螺钉4-2，接线柱4_3和压接螺钉4_4 组成。两个连接螺钉4-2分别把两个接线柱4-3固定在瓷板4-1上，热电极组件1中的长瓷杆1-5突出于内保护管1-1管口平面一小段的部分被紧套在瓷板4-1的中心孔中，用紧定螺栓7连接。穿过长瓷杆两长孔中引出来的两根较小直径的热电极偶丝，由压接螺钉4-4 固定在接线柱4-3上(注意正负极性)，由此与外界联系，接补偿导线，接显示控制温度的二次仪表。如图3所示，热电极偶丝1-2由前半部分的较大直径正热电极偶丝1-2-2和较大直径的负热电极偶丝1-2-3，后半部分的较小直径正热电偶丝1-2-4和较小直径的负热电极偶丝1-2-5组成，较大直径的热电极偶丝的端部焊在一起为端点1-2-1。此例为K型偶， 即热电极偶丝用K分度号偶丝。那么较大直径正热电极偶丝1-2-2就是直径为3. 2mm的镍铬合金偶丝，较大直径负热电极偶丝1-2-3就是直径为3. 2mm的镍硅合金偶丝，较小直径正热电极偶丝1-2-4就是直径为Imm镍铬合金偶丝，较小直径负热电极偶丝1_2_5就是直径为Imm的镍硅合金偶丝，前后两部分极性一致的偶丝由不熔化极氩弧焊对接起来。操作时应确保前半部分较大直径正热电极偶丝1-2-2与较大直径负热电极偶丝1-2-3的长度要相寸。应说明的是，如果制作其它分度号的热电偶，那么该热电偶的结构与上述K分度号的完全相同，而材料则要使用相对应分度号的材料。以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。本领域的普通技术人员应当理解，当对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换时，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。使用方法使用方法与普通型热电偶相同。选用长度适当的热电偶，先打开接线盒盖6，将接有二次仪表的补偿导线的另一端穿入空心螺钉10和中空橡皮塞9，其线芯按正负极性对应地接在接线柱4-3上由压接螺钉4-4压紧。旋紧接线盒盖6，并用空心螺钉10压紧中空橡皮塞9，防止有害气体窜入。将外保护管的圆弧端置入待测温区即可。
权利要求1.一种加强型热电偶包括外保护管O)，通过管口自身的管螺纹与接线盒座(5)连接成一个完整的保护壳体，其中安装热电极组件(1)和接线板G)，这两个部件由紧定螺栓 (7)相连接，接线板⑷与接线盒座(5)之间放置绝缘垫(3)之后用固定螺钉⑶相连接，其特征在于所述热电极组件⑴中有测温关键件热电极偶丝(1-2)，所述热电极偶丝(1-2) 的前半部分是较大直径的正热电极偶丝(1-2-2)和负热电极偶丝(1-2-3)，后半部分是较小直径的正热电极偶丝(1-2-4)和负热电极偶丝(1-2-5)，前后两部分正负极性一致而大小直径不一致的热电极偶丝用氩弧焊对接。
2.根据权利要求1所述的加强型热电偶，其特征在于所述热电极组件(1)是不可拆卸的整体部件，由内保护管(1-1)、热电极偶丝(1-2)、填充粉料(1-3)、短瓷柱(1-4)、 长瓷杆(1-5)、耐火泥(1-6)组成，热电极偶丝(1-2)前半部分较大直径的正热电极偶丝 (1-2-2)和负热电极偶丝(1-2-3)套上若干节有双孔的短瓷柱(1-4)，热电极偶丝(1-2) 的后半部分较小直径的正热电极偶丝(1-2-4)和负热电极偶丝(1-2-5)穿入一根有两长孔的长瓷杆(1-5)，留足对外的引线将与接线板(4)相连接，将穿有短瓷柱(1-4)和长瓷杆 (1-5)的热电极偶丝(1-2)置入内保护管(1-1)，填实其间隙的填充粉料(1-3)选用高纯度的氮化铝超微粉末，用耐火泥封口固定，形成不可拆卸的整体，长瓷杆(1- 应突出于内保护管(1-1)管口平面一小段以便插入接线板的中心孔与接线板中的紧定螺栓(7) 相连接。
专利摘要本实用新型提供了一种加强型的热电偶，在原有的外保护管中增加了内保护管。在内保护管与热电极偶丝之间填充高纯度耐高温粉料，对热电极偶丝进行更好的保护。同时还加粗了热电极偶丝的前半部分。如此加粗偶丝加强保护，使整支热电偶得到加强，使用寿命得到提高。一支加强型热电偶能抵几支普通型热电偶使用，节约了多种材料资源，降低了生产成本，提高了经济效益。可广泛应用于工业测温，尤其是钢铁、冶铜和热处理等行业。
文档编号G01K7/02GK201945396SQ20112004389
公开日2011年8月24日 申请日期2011年2月22日 优先权日2011年2月22日
发明者王逢明 申请人:王逢明