一种热电偶校准用加热装置的制作方法

本发明属于热电偶校准技术领域，特别涉及一种适用于需要实现快速高效校准场合的热电偶校准用高速高均匀性加热装置。

背景技术：

传统的热电偶校准方法，即使用检定炉校准，主要存在以下不足：1、检定炉升温速度慢，且降温依靠炉体漏热，因此导致传感器在高温环境下工作时间长，寿命消耗大，降低有效使用寿命；2、检定炉腔管式结构，小型及特殊形状热电偶传感器安装困难；3、检定校准的时间成本较高。因此，为解决传统校准方法中存在的不足，本项目研究一套热电偶校准用的高速高均匀性加热组件，以实现热电偶的快速、高效校准。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够实现热电偶的快速、高效校准的加热装置。

本发明的技术方案是这样实现的：一种热电偶校准用加热装置，其特征在于：包括均热块和加热器，所述加热器套接在均热块的外周，在所述加热器外周设置有耐高温隔热层，在所述均热块内、沿其轴向设置有至少两个用于容纳热电偶的测温孔，所述加热器通过控制电缆与控温装置连接。

本发明所述的热电偶校准用加热装置，其所述加热器由加热部分和接线端部分组成，所述加热器的加热部分完全覆盖均热块的外周，所述加热器的接线端部分通过控制电缆与控温装置连接。

本发明所述的热电偶校准用加热装置，其所述耐高温隔热层由两部分组成，其中一部分耐高温隔热层设置在加热器的外周，另一部分耐高温隔热层设置在均热块的底部。

本发明所述的热电偶校准用加热装置，其所述均热块与加热器采用高温焊接方式进行装配。

本发明所述的热电偶校准用加热装置，其在所述耐高温隔热层外周设置有防护罩，所述控制电缆穿过防护罩后与加热器连接。

本发明所述的热电偶校准用加热装置，其所述均热块采用碳化硅或氮化硼材料制成。

本发明所述的热电偶校准用加热装置，其所述加热器采用氮化硅或氮化铝材料制成。

本发明所述的热电偶校准用加热装置，其所述耐高温隔热层采用硅酸铝或多晶氧化铝纤维材料制成。

本发明所述的热电偶校准用加热装置，其所述均热块为圆柱形结构，所述加热器为套接在均热块外周的圆环结构，所述均热块内的至少两个测温孔以均热块轴心为中心均匀分布在同一圆周之上。

本发明所述的热电偶校准用加热装置，其所述均热块为多边形结构，所述均热块外周每个边对应的端面均由相应的加热器覆盖，所述均热块内的多个测温孔以均热块轴心为中心均匀分布在同一圆周之上。

本发明能够使均热块在短时间内达到较高温度，且能够保证一定尺寸的均匀温场，为热电偶快速校准提供了全新的解决途径，本发明整体结构简单、安装方便，与常用的热电偶鉴定炉方式相比，具有升温速度快、校准效率高、升温速度快、校准精度高、检定过程中热电偶的寿命损耗小的优点，校准工作的时间和经济成本更低，而且能够通过改变均热块结构以适应不同形状规格热电偶，使特殊热电偶的操作便捷性大幅提升。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中均热块和加热器的结构示意图。

图中标记：1为均热块，2为加热器，2a为加热部分，2b为接线端部分，3为耐高温隔热层，4为测温孔，5为控制电缆，6为控温装置，7为防护罩。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和2所示，一种热电偶校准用加热装置，包括均热块1和加热器2，在所述均热块1内、沿其轴向设置有至少两个用于容纳热电偶的测温孔4，所述加热器2套接在均热块1的外周，所述均热块1与加热器2采用高温焊接方式进行装配，所述加热器2由加热部分2a和接线端部分2b组成，所述加热器2的加热部分2a完全覆盖均热块1的外周，在所述加热器2外周设置有耐高温隔热层3，以降低安装工装和周围环境介质对加热器的功率消耗，所述耐高温隔热层3由两部分组成，其中一部分耐高温隔热层3设置在加热器2的外周，另一部分耐高温隔热层3设置在均热块1的底部，由于加热器温度较高，为保证使用过程中的操作安全性，在所述耐高温隔热层3外周设置有防护罩7，所述加热器2的接线端部分2b通过穿过防护罩7的控制电缆5与控温装置6连接，通过大功率的控温装置设置目标时间和目标温度点，结合内部控温算法，动态调整加热器的输出功率，实现均热块的升温速度及均温性精确可控，从而确保均热块升温速率的同时能够在目标时间点稳定在目标温度值，为热电偶校准创造工作环境，通过对加热装置样机的功能及性能测试，结果表明该加热装置升温速度快，均温效果好。

其中，所述均热块1选择抗热震性好，导热性能优异的材料，如采用碳化硅或氮化硼材料制成，所述加热器2选择抗热震性好，导热性能优异的材料，如采用氮化硅或氮化铝材料制成，所述耐高温隔热层3选择具有高热阻耐高温性能的材料，如采用硅酸铝或多晶氧化铝纤维材料制成。

在本实施例中，所述均热块1为多边形结构，具体为五边形，所述均热块1外周每个边对应的端面均由相应的加热器2覆盖，即设置有五个加热器，所述均热块1内测温孔4的数量与均热块1的边数一致，即所述均热块内的测温孔有五个，且五个测温孔4以均热块1轴心为中心均匀分布在同一圆周之上，以保证均热块上各个测温孔传热的条件及效果基本一致，从而保证校准的准确性。

作为另一种实施例，所述均热块1为圆柱形结构，所述加热器2为套接在均热块1外周的圆环结构，所述均热块与加热器之间不存在任何间隙，所述均热块1内的至少两个测温孔4以均热块1轴心为中心均匀分布在同一圆周之上，以保证均热块上各个测温孔传热的条件及效果基本一致，从而保证校准的准确性。

本发明的设计目标为：均热块的测温孔在不超过60秒的时间从室温（20±5℃）达到800℃，且稳定到800℃后，测温孔内壁30mm长范围内的温度均匀性不超过3℃。

本发明的使用方法是：按照图1的方式组装加热装置，并正确连线后，设置大功率控温装置的目标温度、目标时间值，启动工作，并计时，通过放置于测温孔中的热电偶反馈可知，约35s时均热块由室温升至800℃，持续工作，至50s时，均热块温度为801.5℃，始终保持在800℃附近。持续加热20分钟后，热电偶之间的读数误差为2.5℃ 。试验结果表明，加热器升温速率和均温性均满足预期设计指标。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。