专利名称：差模式电阻法碳势探头的制作方法
技术领域：
一种在热处理气体渗碳炉内碳势控制系统中作为碳势传感器的差模式电阻法碳势探头，IPCC23C，G81K。
电阻法控制气体渗碳已应用到生产中，西安交通大学周志渊教授在《金属热处理》1984年第2期上发表的“电阻法测碳势仪的研制及应用”一文中对该法作了详细介绍。陕西微机改造渗碳炉服务部申请的“电阻法控制气体渗碳仪表”实用新型专利(公告号CN2042081U)已用于生产中。上述方法是当插在气体渗碳炉内的电阻探头和热电偶将炉内碳势信号与温度信号输入到仪表计算机系统，系统中的仪表单元即直接指示并记录碳势与炉温值。这种方法是利用探头碳势传感铁丝在加热温度升高时电阻值迅速增加，由热电偶进行温度补偿，为间接补偿，需通过试验求出转换系数，其值是统计值。随着铁丝和热电偶的不同会产生较大误差，一致性和抗干扰能力差，很难提高测量精度。
本实用新型的目的是提供一种采用差模原理制成的电阻法测碳势的探头，探头的传感器是由两根相同的细铁丝组成，一根在炉气中测碳势，一根密封在惰性气体或真空中代替热电偶进行温度探测，从而提高了测碳势的精确度，简化了仪器结构。
本实用新型是以如下方式完成的本探头由碳势探测和温度探测两部分组成。碳势探测部分外部有一个用来保护探头的金属的上下有孔的外套，炉气可在里边流通。里边装有用刚玉材料制成的外柱面有双螺旋园弧槽的碳势骨架，骨架上绕有碳势铁丝，用来测定炉内碳势。温度探测部分外部有一个用金属、石英管或陶瓷涂层密封制成的内套，里边装有用刚玉材料制成的有双螺旋园弧槽的温度骨架，骨架上绕有温度铁丝。内套管内充惰性气体或抽真空，以防止温度铁丝在高温时氧化。其中碳势铁丝和温度铁丝为Φ0.1－0.22mm用同样方法绕制的完全相同的两根铁丝，利用差模原理，在相同温度下，温度对电阻值的影响相同，取二者电阻之差值就可准确地测出炉中碳势大小。探头的差模信号可以通过电桥和运算放大器取出，也可通过数字表电路测电阻的方法测其电阻之差。
实用新型的具体结构由如下附图和实施例给出。
图1是差模式电阻法碳势探头Ⅰ型的结构示意图。
图2是差模式电阻法碳势探头Ⅱ型的结构示意图。
图3是差模式电阻法碳势探头Ⅲ型的结构示意图。
参照
图1，外套(1)内装有碳势骨架(2)，固环(3)将其固紧。碳势铁丝(4)并绕在碳势骨架(2)的双螺旋园弧槽内，两端连有用Φ2－3mm的紫铜丝或纯镍丝制成的碳势铁丝引线(5)。内套(6)装在碳势骨架(2)内，绝缘管(7)使碳势铁丝引线(5)与内套(6)绝缘。内套(6)是用金属材料制成的的密封壳体。温度骨架(8)装在内套(6)里边，温度铁丝(9)并绕在温度骨架(8)的双螺旋园弧槽内，绕向与碳势铁丝(4)相同。温度铁丝(9)两端连有用Φ1－2mm的紫铜丝或纯镍丝制成的温度铁丝引线(10)。用耐火纤维与结合剂制成的密封圈(11)用来密封内套(6)和温度铁丝引线(10)，垫圈(12)压在密封圈(11)上传递压力，压环(13)用来压紧密封圈(11)。
参照图2，主要结构同Ⅰ型，其不同处在于内套(6)是用石英管制成的封闭容器。密封圈(11)是为了防止Na等一价金属元素与石英形成低熔点共晶使其高温绝缘性能迅速下降，以保证温度铁丝(9)在高温时处于良好的绝缘状态。
参照图3，内套(6)是将温度铁丝(9)绕在温度骨架(8)上后在外边涂的一层陶瓷保护膜，以防止高温时氧化。陶瓷在800℃以上软化，消除了应力对电阻值的影响。由于内套(6)是陶瓷涂层，不需密封圈、垫圈和压环。
Ⅰ型探头的优点是温度铁丝装配方便。Ⅱ型的优点是温度铁丝密封可靠，寿命长。Ⅲ型的优点是结构简单，可消除应力对电阻值的影响。
本实用新型的优点在于结构简单，精确度高，使用计算方便。
权利要求1.一种在气体渗碳炉内碳势控制系统中作为碳垫传感器的差模式电阻法碳势探头，其特征在于探头的传感器是由两根完全相同的细铁丝组成，碳势铁丝(4)并绕在外套(1)内的碳势骨架(2)上，温度铁丝(9)用同样方法并绕在密封于内套(6)里的温度架(8)上，内套(6)里充惰性气体或抽真空。
2.根据权利要求1所述的差模式电阻法碳势探头，其特征是所述的内套用金属材料制成的密封壳体。
3.根据权利要求1所述的差模式电阻法碳势探头，其特征是所述的内套用石英管制成的封闭容器。
4.根据权利要求1所述的差模式电阻法碳势探头，其特征是所述的内套有密封的陶瓷保护膜。
专利摘要本实用新型是对电阻法碳势探头的改进。改进后的探头传感器是由两根相同的细铁丝组成，一根在炉中测碳势，一根密封代替热电偶进行温度探测。在同一温度下，两铁丝电阻之差就可表示炉内的碳势。可通过电桥和运算放大器将差模信号取出，也可通过数字表电路测电阻的方法测其电阻之差，电子计算机进行处理取得。本探头结构简单，精确度高，使用方便。
文档编号G01N27/04GK2079750SQ9021630
公开日1991年6月26日 申请日期1990年7月13日 优先权日1990年7月13日
发明者肖雷忠 申请人:中国人民解放军第7437工厂