以金属或合金为感温探头的温度传感器及制作和校温方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及温度传感器技术领域，具体的说是一种以金属或合金为感温探头的温度传感器及制作和校温方法。
【背景技术】
[0002]超高温陶瓷材料是一类具有较高熔点(>3000°C)以及其他优良性能的过渡金属的硼化物和碳化物陶瓷材料。二硼化锆作为超高温陶瓷材料的一种，它具有高熔点、高硬度、良好的导电性、导热性等诸多优点，广泛应用于高温结构陶瓷材料、耐火材料、电极材料以及核控制材料等领域中。但其脆性大，弯曲强度不高，高温下易氧化等缺点，制约了其应用范围。为此，人们采用多种改进手段开发不同类型的ZrB2基复合陶瓷;ZrB2-SiC复合陶瓷作为超高温陶瓷材料的一种，它的耐氧化性得到了一定的提高，而且，已经应用于国防科技领域，取得了较好的抗氧化效果，基于ZrB2-SiC复合陶瓷材料具有高熔点、高硬度、良好的导电性、导热性的特点。
[0003]现已有报道，ZrB2-SiC复合陶瓷材料，可以通过多种成型的方式来实现，可以在真空条件和气氛条件下烧结而成。
[0004]工业用铂铑-铂铑热电偶(B型)在空气中的最高使用温度为1800°C，虽然，钨铼热电偶在真空或者惰性气体下的使用温度可以达到2200°C以上，但是，由于钨铼材料的抗氧化性较差，对氧含量较为敏感，试验中观察到，当惰性气体有微量的氧气，即使氧含量在(I?2) X 10—6时，妈铼热电偶也会发生漂移。
[0005]周森安等人利用二硼化锆复合陶瓷感温元件、以二硼化锆复合陶瓷材料作为保护管、铂铑丝作为引线体、耐高温绝缘填充材料、耐高温绝缘陶瓷珠、接线盒和热电信号转换器。
[0006]有关报道显示，妈-钼热电偶测量范围为0_2400°C，铱-铱铭热电偶测量范围为0-2100。。。
[0007]但是，上述列出的热电偶和传感器，仅有钨铼热电偶进行了标准化生产，市场上很难见到其他产品出售。因此，进一步研究超高温热电偶和超高温温度传感器，是十分迫切的。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种以金属或合金为感温探头的温度传感器及制作和校温方法。
[0009 ]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
一种以金属或合金为感温探头的温度传感器，包括感温元件、引线体、绝缘陶瓷片、保护管、穿线管及接线盒，所述保护管一端封闭一端开口，保护管自封闭端至开口端由耐高温保护管和刚玉保护管组成，刚玉保护管套接在耐高温保护管外，且刚玉保护管一端的内壁与耐高温保护管外壁之间设有耐高温粘结剂层，刚玉保护管的另一端通过金属管与接线盒密封连接，感温元件设置在保护管内，感温元件的一端设置在保护管封闭端底部，另一端上开设有供引线体插入的盲孔，且感温元件与保护管封闭端底部之间设有绝缘陶瓷片，感温元件与保护管内壁之间设有绝缘填料层，所述穿线管套设在引线体外，穿线管设置在保护管内，且引线体一端与感温元件连接，另一端伸出保护管外与接线盒内的接线柱连接。
[0010]所述感温元件呈U形，其连接端设置在保护管封闭端底部，两个伸出端分别与引线体I和引线体Π连接。
[0011 ] 所述引线体由铂铑丝、铱丝、铱铑丝、钼铼丝、铪丝、铱钨丝、钨丝、铼丝、钼丝或是铱、铑、钼、铼、铪、钨的合金材料制成。
[0012]所述穿线管由氧化铝陶瓷、氧化镁陶瓷、氧化锆陶瓷、氮化硼陶瓷、碳化锆陶瓷、碳化硼陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷或碳化物陶瓷制成。
[0013]所述耐高温保护管由二硼化锆复合陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化镁陶瓷、氧化锆陶瓷、氮化硼陶瓷、硼化锆陶瓷、碳化锆陶瓷、碳化硼陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属钨、金属钼或其合金制成。
[0014]所述绝缘陶瓷片为与保护管封闭端底部相贴合的弧面形。
[0015]—种如上所述的以金属或合金为感温探头的温度传感器的制造方法，包括以下步骤:
步骤一:首先根据温度、使用环境、探头材料的性能，选择保护管材料，再根据所选材料的性能，通过传统的注浆成型工艺、热压成型烧结工艺制作耐高温保护管和刚玉保护管；步骤二:利用金属或合金制作感温元件探头，在其端部界面上钻设直径为0.2-5mm、深度为5-20mm的盲孔；
步骤三:将引线体插进感温元件端部盲孔内，通过焊接的方式使引线体和感温元件连接在一起；
步骤四:将穿线管套设在引线体外；
步骤五:将绝缘陶瓷片固定在耐高温保护管底部；
步骤六:将耐高温保护管和刚玉保护管用耐高温粘结剂粘合在一起，组成保护管；步骤七:将感温元件及套有穿线管的引线体插进保护管内，且在感温元件与保护管内壁之间注入绝缘填料；
步骤八:将金属管密封连接在刚玉保护管与接线盒之间，将引线体的伸出端接至接线盒的接线柱上，盖上接线盒。
[0016]—种如上所述的以金属或合金为感温探头的温度传感器的校温方法，以高精度红外测温仪为基准，以辐射系数近似等于I的材料作为标准试块，比较校正高熔点金属或合金作为感温元件在不同温度下的电参数，在一个高温校温试验炉内的中心线两侧的水平线上，分别制作安装孔，一个安装高精度红外测温仪，另一个插入如上所述的温度传感器，温度传感器接线端接在电性能测试仪上，先测出温度与电性能的对应关系，再把电性能参数输入仪表内，仪表显示出与高精度红外测温仪一致的温度，在真空或惰性气体条件下，理论上最高使用温度可以达到3300°C。
[0017]所述辐射系数近似等于I的材料为石墨材料。
[0018]本发明的有益效果:
本发明提供的以金属或合金为感温探头的温度传感器，利用高熔点金属或合金制成温度传感器的感温元件，以二硼化锆复合陶瓷等超高温陶瓷及刚玉作为温度传感器保护管，经过温度校正技术制作而成的温度传感器，可以测量2000-3000°C温场的温度;本发明提供的以金属或合金为感温探头的温度传感器制作方法工艺简单、取材广泛，适合大批量工业化生产;且所制得的温度传感器温度校正方法简单，方便实用。
【附图说明】
[0019]图1本发明结构示意图；
附图标记:1、绝缘陶瓷片，2、耐高温保护管，3、感温元件，4、绝缘填料层，5、耐高温粘胶层，6、刚玉管，7、穿线管，8、金属管，9、引线体I，10、引线体Π，11、接线柱，12、接线盒。
【具体实施方式】
[0020 ]下面结合【具体实施方式】对本发明做进一步的阐述。
[0021]如图所示:一种以金属或合金为感温探头的温度传感器，包括感温元件、引线体、绝缘陶瓷片、保护管、穿线管及接线盒，所述保护管一端封闭一端开口，保护管自封闭端至开口端由耐高温保护管和刚玉保护管组成，刚玉保护管套接在耐高温保护管外，且刚玉保护管一端的内壁与耐高温保护管外壁之间设有耐高温粘结剂层，刚玉保护管的另一端通过金属管与接线盒密封连接，感温元件设置在保护管内，感温元件的一端设置在保护管封闭端底部，另一端上开设有供引线体插入的盲孔，且感温元件与保护管封闭端底部之间设有绝缘陶瓷片，所述绝缘陶瓷片为与保护管封闭端底部相贴合的弧面形，感温元件与保护管内壁之间设有绝缘填料层，所述穿线管套设在引线体外，穿线管设置在保护管内，且引线体一端与感温元件连接，另一端伸出保护管外与接线盒内的接线柱连接，所述感温元件呈U形，其连接端设置在保护管封闭端底部，两个伸出端分别与引线体I和引线体Π连接;所述引线体由铂铑丝、铱丝、铱铑丝、钼铼丝、铪丝、铱钨丝、钨丝、铼丝、钼丝或是铱、铑、钼、铼、铪、钨的合金材料制成;所述穿线管由氧化铝陶瓷、氧化镁陶瓷、氧化锆陶瓷、氮化硼陶