专利名称：组装式陶瓷热电偶的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型的陶瓷热电偶，尤其是一种能用于高温环境的组装式陶瓷热电偶。
背景技术：
现有陶瓷热电偶用到的陶瓷有碳化硅、二氧化钛、碳化硼和碳。由于碳的氧化，在氧化环境中，含有碳的热电偶只能应用在500℃以下的环境中，同理，由于二氧化钛的氧化，含有二氧化钛的热电偶在氧化环境中只能用到900℃，含有碳化硼的热电偶在氧化环境中限制使用的最高温度为800℃。而且，在这些高温环境下，碳、二氧化钛或碳化硼必须使用惰性气体进行保护，如氮气。即便是专门为测量1700℃高温而设计的贵金属热电偶(如R型和S型热电偶)，由于电极连接处铂的挥发，在氧化环境中也只可以使用几个星期，使用寿命很短。而且，现有的陶瓷热电偶还存在两种陶瓷之间连接的稳定性问题。这种连接通常是由机械安装方法或粘结法实现的，由于不同陶瓷的膨胀系数不一致，随着使用时间的延长，这些连接点将逐渐被破坏，导致该热电偶不能够正常工作。
发明内容
为了解决现有的陶瓷热电偶无法长时间在高温环境下进行工作的问题，本发明提供了一种能在高温环境下正常工作的组装式陶瓷热电偶，它包括管状电极2、高温绝缘层3和杆状电极4，其中一个电极由MoSi2制成，另一个电极由SiC制成，管状电极2的下端封闭，杆状电极4的下端插入管状电极2的内部，杆状电极4的下端面与管状电极2的内底面之间相接，杆状电极4的侧面和管状电极2的内壁之间设有高温绝缘层3，管状电极2的开口端设有弹性密封层5。本发明由于两电极分别采用MoSi2和SiC材料制成，使本发明可以在1800℃的高温氧化环境下持续进行温度测量，本发明具有适用范围广、测量温度高、加工简单、使用寿命与贵金属热电偶相当、制作成本低的优点。
本发明还包括一号杆状电极4-1、高温绝缘层3和二号杆状电极4-2，一号杆状电极4-1和二号杆状电极4-2的侧壁外侧覆有高温绝缘层3，一号杆状电极4-1和二号杆状电极4-2之间互相平行并留有间隔的设置，其中一个电极由MoSi2制成，另一个电极由SiC制成。本发明由于将两电极制成杆状，在两电极的侧壁外侧覆有一层高温绝缘层，在使用时将两电极互相平行并间隔的插入待测的环境中，利用导电熔液形成回路，可以使本发明能在如液体金属、熔盐电解槽、高温盐炉、高温等离子体等高温导电的测量环境当中进行温度测量。
图1是具体实施方式
一的结构示意图，图2是具体实施方式
二的结构示意图，图3是具体实施方式
三的结构示意图，图4是具体实施方式
四的结构示意图，图5是具体实施方式
一在0～1500℃温度范围内的空气炉中使用时的热电势-温度曲线图。
具体实施例方式具体实施方式
一下面结合图1来具体说明，本实施方式它包括管状电极2、高温绝缘层3和杆状电极4，其中杆状电极4由MoSi2制成，管状电极2由SiC制成，管状电极2的下端封闭，杆状电极4的下端插入管状电极2的内部，杆状电极4的下端面和管状电极2的内底面之间相接，杆状电极4的侧面和管状电极2的内壁之间设有高温绝缘层3，管状电极2上端的封口处灌注高温弹性硅密封胶5，管状电极2的上端和杆状电极4的顶端分别设有信号输出端子9，其中，高温绝缘层3是由Al2O3或MgO或CaO制成的管或由Al2O3或MgO或CaO粉末进行填充。如图5所示，本实施方式在在400℃～1500℃之间的空气炉中使用时，其热电势的输出与温度基本符合线性关系。本发明在测量过程中，应当保证测量端处于较低的温度，并且最好能保持稳定。如果测量端温度变化较大，可以增加热电偶的长度，或者在采取必要的冷却措施，如风冷或水冷，以便得到精度较高的温度测量结果。
具体实施方式
二下面结合图2来具体说明。本实施方式与实施方式一的不同点在于杆状电极4的下端面和管状电极2的内底面之间增设有导电连接层1，所述的导电连接层1是在杆状电极4的下端面和管状电极2的内底面之间利用Ti3SiC2焊接而成。本实施方式由于两电极之间采用Ti3SiC2焊接，可以保证本发明中的两个电极在1600℃以下的高温环境中进行测量并使两电极保持良好的接触。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于它增设的导电连接层1是在杆状电极4的下端面和管状电极2的内底面经金刚石研磨处理后分别涂上导电铂浆在900℃烧结1小时后形成的铂金属覆层。本实施方式可以使本发明能在1800℃的高温下进行测量。
具体实施方式
四下面结合图3来具体说明，本实施方式与实施方式一、二和三的不同点在于它还包括调节弹簧6、调节套管7、挡片7-1和压盖8。调节套管7的下端与管状电极2的上端旋合，调节套管7的上端设有中心带有圆孔的挡片7-1，调节弹簧6套设在杆状电极4上部的外侧，挡片7-1中心的圆孔与调节弹簧6的下部之间旋合，调节弹簧6的上端与压盖8固定连接。本实施方式由于采用了调节弹簧6、调节套管7、挡片7-1和压盖8，使得本发明可以在的高温环境中保持两个电极之间良好的接触。
具体实施方式
五下面结合图4来具体说明，本实施方式包括一号杆状电极4-1、高温绝缘层3和二号杆状电极4-2，一号杆状电极4-1和二号杆状电极4-2的侧壁外侧覆有高温绝缘层3，一号杆状电极4-1和二号杆状电极4-2之间互相平行并留有间隔的设置，一号杆状电极4-1和二号杆状电极4-2的上顶端增设有信号输出端子9，杆状电极4由MoSi2制成，杆状电极1由SiC制成。本实施方式由于将两电极制成杆状，且在两电极的外侧覆有一层绝缘层。使用时将两电极互相平行并间隔的插入待测的环境中可以使本发明能在如液体金属、熔盐电解槽、高温盐炉、高温等离子体等高温导电的测量环境当中进行温度测量。
具体实施方式
六下面结合图4来具体说明，本实施方式与实施方式四的不同点在于它还包括绝缘的电极架10，绝缘的电极架10上与一号杆状电极4-1和二号杆状电极4-2互相垂直的固定在一起，其它的组成和连接方式与实施方式五相同。本实施方式可以使两电极之间在使用时不产生相对移动。
权利要求
1.组装式陶瓷热电偶，它包括管状电极(2)、高温绝缘层(3)和杆状电极(4)，其特征在于其中一个电极由MoSi2制成，另一个电极由SiC制成，管状电极(2)的下端封闭，杆状电极(4)的下端插入管状电极(2)的内部，杆状电极(4)的下端面与管状电极(2)的内底面之间相接，杆状电极(4)的侧面和管状电极(2)的内壁之间设有高温绝缘层(3)，管状电极(2)上端设有弹性密封层(5)。
2.根据权利要求1所述的组装式陶瓷热电偶，其特征在于杆状电极(4)的下端面和管状电极(2)的内底面之间增设有导电连接层(1)，所述的导电连接层(1)是在杆状电极(4)的下端面和管状电极(2)的内底面之间利用Ti3SiC2焊接而成。
3.根据权利要求1所述的组装式陶瓷热电偶，其特征在于它增设的导电连接层(1)是在杆状电极(4)的下端面和管状电极(2)的内底面经金刚石研磨处理后分别涂上导电铂浆在900℃烧结1小时后形成的铂金属覆层。
4.根据权利要求1所述的组装式陶瓷热电偶，其特征在于管状电极(2)的上端和杆状电极(4)的顶端分别增设有信号输出端子(9)。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的组装式陶瓷热电偶，其特征在于它还包括调节弹簧(6)、调节套管(7)、挡片(7-1)和压盖(8)，调节套管(7)的下端与管状电极(2)的上端旋合，调节套管(7)的上端设有中心带有圆孔的挡片(7-1)，调节弹簧(6)套设在杆状电极(4)上部的外侧，挡片(7-1)中心的圆孔与调节弹簧(6)的下部之间旋合，调节弹簧(6)的上端与压盖(8)固定连接。
6.组装式陶瓷热电偶，它包括一号杆状电极(4-1)、高温绝缘层(3)和二号杆状电极(4-2)，其特征在于一号杆状电极(4-1)和二号杆状电极(4-2)的侧壁外侧覆有高温绝缘层(3)，一号杆状电极(4-1)和二号杆状电极(4-2)之间互相平行并留有间隔的设置，其中一个电极由MoSi2制成，另一个电极由SiC制成。
7.根据权利要求6所述的组装式陶瓷热电偶，其特征在于一号杆状电极(4-1)和二号杆状电极(4-2)的上顶端增设有信号输出端子(9)。
8.根据权利要求6所述的组装式陶瓷热电偶，其特征在于还包括绝缘的电极架(10)，绝缘的电极架(10)与一号杆状电极(4-1)和二号杆状电极(4-2)互相垂直的固定在一起。
全文摘要
组装式陶瓷热电偶，它涉及一种能用于高温环境的组装式陶瓷热电偶。它包括管状电极2、高温绝缘层3和杆状电极4，杆状电极4的下端插入一端封闭的管状电极2的内部并相接，电极4的侧面和电极2的内壁之间设有绝缘层3，电极2上端设有弹性密封层5。它还可以由一号杆状电极4－1、高温绝缘层3和二号杆状电极4－2组成，其中一个电极由MoSi
文档编号G01K7/02GK1645074SQ200510009678
公开日2005年7月27日 申请日期2005年1月28日 优先权日2005年1月28日
发明者邵文柱, 崔玉胜, 甄良, 李义春 申请人:哈尔滨工业大学