专利名称：镀膜式两维表面温度探针的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种用于表面温度测量特别是内表面温度测量的两维表面温度探针，属于热工测量与仪表技术领域。
表面温度测量是工程上大量存在的问题，例如冷、热流体(液体、气体、气液和气固混和物等)流过的管道，气缸和容器，以及各种加热表面都需要测量壁温度，特别是内表面温度。目前测量表面温度通常采用两种方法，一是开槽法，即在表面上铣一小槽，埋入热电偶，再用填料填平，这种方法不仅破坏了壁面结构，而且由于热电偶结点不在表面上，从而引起较大的测温误差，工程上使用也不方便；第二种方法是利用焊接技术将热电偶直接焊接在表面上或用机械方式贴紧在表面上，但该方法使用麻烦，且接点容易脱落，热电偶结点与引线会引起流场的干扰，带来较大的误差。国外生产的二维表面热电偶虽然很灵敏，但由于对端面未进行处理，因而结点不能保持良好的持久接触，只适用于实验室，在工程使用中会经常失效，且不易修复，特别是不适用于流体中含有固体颗粒的场合。
本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种适用于各种流体场合，对流场无任何破坏可长期使用的高精度表面温度测量探针。
本实用新型采用组装式方案构成两维表面温度探针，由热电偶、绝缘片、压片和探针管组成，其特点在于热电偶两极分别加工成很薄的薄膜(1)，用绝缘片(2)隔开后，再同压片(3)一起装入预制的温度探针管(4)中，然后在包含薄膜(1)的探针端面镀上与被测壁面材料相间的金属涂层(5)，以形成两维热电偶结点。探针端面可加工成与壁面有相同的曲率，热电偶引线从探针管(4)的尾部引出，压片和探针管材料也与被测壁面材料相同，组装好的表面温度探针可用机械方法装入被测壁面，与被测壁面如同构成一体。
本实用新型由于采用很薄的薄膜为测量元件，对壁面的破坏极小，故对壁内的温度场干扰可忽略。由于薄膜式结点的热惯性小、灵敏度高，它可反映瞬态温度的剧烈变化，动态响应时间不超过5毫秒，探针的输出讯号即可反映被测表面的瞬态真实温度，探针测温基本误差在300℃以下，为±0.4℃，大于300℃为±1℃。它不仅具有测量温度范围宽(4.2～1273k)、压力范围大、可靠性高、可长期安全使用等优点，而且可以形成各种系列产品，与管道、容器直接组装。镀膜后使热电偶结点的强度高，所以特别适用于有固体颗粒、液滴等对壁面冲击的场合。除了主要用于内壁温度测量外，该类热电偶也可以用来测量外壁面温度及流体温度。
附图
是本实用新型的结构示意图。
本实用新型可采取如下方案实施将两个热电偶丝端部碾压成一定厚度、宽度和长度的薄膜(1)，其厚度范围为0.01～0.03mm例如0.025mm×5mm×15mm，可选用优质云母片作为绝缘片(2)，将两个热电偶薄膜隔开，云母片厚度可以为0.01mm，压片(3)可做成半圆锥形，按附图所示嵌入探针管(4)中，探针管外径可取6mm，热电偶与压片之间也采用同样厚度的材料绝缘，探针管的长度根据实际需要决定。压片嵌入后，端部可加工成与被测壁面具有相同的曲率，然后利用真空镀膜技术，在端部镀上厚度为2～5微米的金属涂层(5)，形成两维热电偶结点。使用时，可采用各种机械方法装入被测壁面，外侧密封固定，使探针端面与被测表面完全一致，以实现内表面温度的准确测量，也可以由工厂直接生产各种规格的装有这种测温探针的标准管接件，与管道连接使用。当直接插入流体中时，也可以用来测量流体的温度。
权利要求1.一种用于测量表面温度的两维表面温度探针，由热电偶、绝缘片、压片和探针管组成，其特征在于热电偶两极分别加工成很薄的薄膜(1)，用绝缘片(2)隔开后，再同压片(3)一起装入预制的温度探针管(4)中，然后在包含薄膜(1)的探针端面镀上与被测壁面材料相同的金属涂层(5)，形成两维热电偶结点，热电偶引线从探针管(4)的尾部引出。
2.根据权利要求1所述的两维表面温度探针，其特征在于探针端面可加工成与被测壁面有相同的曲率，压片和探针管的材料采用与被测壁面相同的材料。
3.根据权利要求1所述的两维表面温度探针，其特征在于组装好的表面温度探针可用机械方法装入被测壁面，与被测壁面如同构成一体。
4.根据权利要求1、2或3所述的两维表面温度探针，其特征在于薄膜(1)的厚度范围为0.01～0.03mm，绝缘片(2)可采用厚度为0.01mm的优质云母片，压片(3)可做成半圆锥形，探针管(4)的外径可为6mm，金属涂层(5)的厚度为2～5微米。
专利摘要镀膜式两维表面温度探针是一种用于测量表面温度的探针，由热电偶、绝缘片、压片和探针管组装而成，其特点在于热电偶两极分别加工成薄膜，用绝缘片隔开后再在端部镀上金属涂层，形成两维热电偶结点。组装好的探针可用机械方法装入被测壁面，对壁内温度场干扰极小，测量灵敏度高，动态响应时间短，测量温度范围宽，可长期安全使用，特别适用于有固体颗粒，液滴等对壁面冲击的场合。
文档编号G01K7/02GK2044067SQ8821948
公开日1989年9月6日 申请日期1988年12月14日 优先权日1988年12月14日
发明者施明恒, 白天池 申请人:东南大学