本发明涉及一种适用于低温环境下的套管式铂电阻温度传感装置。
背景技术：
如今，在低温技术迅速发展的时代，低温已渗透到很多相关的科学研究和应用领域中，成为推动经济、科技、军事和生活发展不可缺少的支柱力量，低温测量技术是低温领域的重要研究方向。在低温流体采用低温绝热管道的运输过程中，管道套管式温度测量是一种常用的温度测量方法。
温度传感器的安装应符合测温的热力学原理。简单地说，就是采取措施使温度传感器与被测物体间有良好的热接触。在航天低温推进剂液氢液氧的输送系统中，铂电阻温度传感器不能直接与液氢接触，故常采用将温度传感器置于套管中测量温度的方法，而实际工程中温度传感器尾径(温度计保护管直径)与温度传感器套管内径的配合同温度测量误差有很大的关系。对于装有温度传感器套管的温度计，温度传感器获得的应该是温度传感器套管内壁辐射的温度信息，而不是实际的流体温度值。小尾径温度传感器同大孔径温度计套管内壁间存在较大缝隙，那么温度传感器和温度计套管之间主要依靠空气热传导温度信息，由于较大的缝隙提供冷热空气不断对流的有利空间，即温度计套管内的空气不断通过温度计套管暴露在工艺设备外的部分与外界大气进行热交换导致大量热损耗，而且温度计套管插入工艺设备内部越短这种热损耗越严重，造成温度计滞后大、示值偏离实际温度。
技术实现要素：
发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于低温环境下的套管式铂电阻温度传感装置，该装置能够缩短传感器热响应时间，增强传热，从而提高温度的测量精度。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种套管式铂电阻温度传感装置，从内到外依次为铂电阻温度传感器、包裹在铂电阻温度传感器外的真空脂层、套设在真空脂层外的金属陶瓷层以及套设在金属陶瓷层外的套管组成；其中，铂电阻温度传感器的底部与金属陶瓷层之间设有铜弹簧片。
其中，所述套管上端通过法兰封装，铂电阻温度传感器的引线接口从套管上端伸出套管外。
其中，所述铂电阻温度传感器由上端开口的不锈钢套管以及填充于不锈钢套管内的温度敏感元件和氧化铝粉层组成，不锈钢套管的上端通过低温密封胶封装。
其中，所述真空脂层的厚度为0.1mm～0.5mm。
其中，所述金属陶瓷层为氧化物金属陶瓷层，氧化物金属陶瓷层的厚度为0.5mm～1.0mm。
其中，所述铂电阻温度传感装置通过法兰插入含有待测液体的低温管道内。
与现有技术相比，本发明技术方案具有的有益效果为：
本发明套管式铂电阻温度传感装置通过在铂电阻温度传感器外再套设一个氧化物金属陶瓷材料制作而成的外壳，外壳不需固定且不易脱落，外壳与铂电阻温度传感器之间填充有真空脂层，真空脂层能够增强铂电阻温度传感器外壁与套管壁间的传热，外壳底部设置有铜弹簧片用来增强铂电阻温度传感器与外界底部间的传热；本发明套管式铂电阻温度传感装置在测温时能够保证铂电阻温度传感器与套管间的良好接触，避免了套管壁与铂电阻温度传感器外表面间是通过空气进行传热，本发明装置套管壁与铂电阻温度传感器外表面间是通过真空脂层导热，提高了测温效率和温度测量精度。
附图说明
图1为本发明套管式铂电阻温度传感装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案做进一步说明，但是本发明要求保护的范围并不局限于此。
如图1所示，本发明套管式铂电阻温度传感装置，插入含有待测低温液体的低温管道11内进行低温液体的测量，通过套管7上端的法兰9进行固定；本发明套管式铂电阻温度传感装置从内到外依次为铂电阻温度传感器、包裹在铂电阻温度传感器外的真空脂层6、套设在真空脂层6外的氧化物金属陶瓷层5以及套设在氧化物金属陶瓷层5外的套管7组成，铂电阻温度传感器、真空脂层6、氧化物金属陶瓷层5和顶部开口的套管7之间紧密接触；其中，铂电阻温度传感器的底部与氧化物金属陶瓷层5之间设有铜弹簧片1，铜弹簧片1具有良好的导热性能和伸缩性，能与铂电阻温度传感器底部良好接触；套管7上端通过法兰9封装，铂电阻温度传感器的引线接口10从套管7上端伸出套管7外；套管7的轴向长度与本发明套管式铂电阻温度传感装置测量段伸入低温管道11内的长度一致。
铂电阻温度传感器由上端开口的不锈钢套管4以及位于不锈钢套管4内的温度敏感元件2和氧化铝粉层3组成，不锈钢套管4的上端通过低温密封胶8封装。
在铂电阻温度传感器表面涂真空脂层6以使铂电阻温度传感器外表面与管道套管7壁间的良好接触，真空脂层6具有良好的导热性能和电绝缘性，真空脂层6的厚度为0.1mm～0.5mm；以氧化物金属陶瓷5作为包裹真空脂层6的保护外壳，氧化物金属陶瓷5作为外壳材料既不易脱落而且还具有防腐效果，氧化物金属陶瓷外壳5的厚度设置为0.5mm～1.0mm；铂电阻温度传感器的底部与氧化物金属陶瓷外壳底部5之间设有铜弹簧片1，铜弹簧片1的截面与铂电阻温度传感器的截面为相同的圆片结构，铜弹簧片1的直径与铂电阻温度传感器直径一致，铜弹簧片1未被压缩时具有一定竖直高度，当其被压缩时能与铂电阻温度传感器底部表面良好接触，同时铜弹簧片1还具有良好的导热性能，增强了铂电阻温度传感器与外界底部间的传热，最后铜弹簧片1还可灵活地调节铂电阻温度传感器伸入套管7内的长度，保证套管7的长度与测量段伸入管道11内的长度一致。
现有技术中铂电阻温度传感器不能与套管内壁以及套管底部紧密接触，导致测温效率不高，本发明套管式铂电阻温度传感装置能够有效保证铂电阻温度传感器与低温管道11上的测温套管7的管壁和管底部良好接触，增强传热，减少热响应时间，提高测温精度。通过在铂电阻温度传感器外再套设一个氧化物金属陶瓷材料制作而成的外壳，氧化物金属陶瓷外壳5与铂电阻温度传感器之间填充真空脂层6，真空脂层6和氧化物金属陶瓷层5大大增加了管道7壁和铂电阻温度传感器外壁间的传热，氧化物金属陶瓷外壳5底部设置的铜弹簧片1增强了管道7底部与铂电阻温度传感器底部间的传热。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。