一种热电偶成型方法与流程

本发明涉及电机技术领域，具体为一种热电偶成型方法。

背景技术：

热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。各种热电偶的外形常因需要而极不相同，但是它们的基本结构却大致相同，通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成，通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。在工业生产过程中，温度是需要测量和控制的重要参数之一。在温度测量中，热电偶的应用极为广泛，它具有结构简单、制造方便、测量范围广、精度高、惯性小和输出信号便于远传等许多优点。另外，由于热电偶是一种有源传感器，测量时不需外加电源，使用十分方便，所以常被用作测量炉子、管道内的气体或液体的温度及固体的表面温度。

目前的热电偶成型工艺复杂，无法有效的提高热电偶的性能。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种热电偶成型方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种热电偶成型方法,包括以下步骤：

a、将三氧化二铝陶瓷基底的热电偶集成单片；

b、用两片相同三角形结构的超薄三氧化二铝陶瓷片通过高温封接材料将其封装在中间，形成“三明治”结构；

c、在感温点表面进行介质厚膜化物理隔离保护；之后将“三明治”结构载组装到防护陶瓷管内；

d、最后组装到带孔的金属外壳内，形成薄膜热电偶产品。

优选的，所述三明治结构包括上基板、下基板和电极基板，所述上基板和下基板均采用超薄三氧化二铝陶瓷片，所述电极基板设置在上基板和下基板之间。

优选的，所述电极基板包括基板本体，所述基板本体中心为镂空结构，所述镂空结构上方设置第一热电偶电极，所述镂空结构下方设置第二热电偶电极，所述第一热电偶电极包括第一热电偶负极和第一热电偶正极，所述第一热电偶负极和第一热电偶正极顶端连接处为第一热电偶热结点；所述第二热电偶电极包括第二热电偶负极和第二热电偶正极，所述第二热电偶负极和第二热电偶正极顶端连接处为第二热电偶热结点；所述第一热电偶电极和第二热电偶电极均有铂铑材质制成。

优选的，所述步骤c中防护陶瓷管包括管体，所述管体外壁环形均匀分布有4个凸条，所述管体外壁设有耐磨保护层，所述管体内壁设有抛光图层；所述管体内设有第一通道和第二通道，所述管体采用氧化铝陶瓷管。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用的成型方法利用三角形结构设计，热偶感温点设置在三角形顶角处，可实现感温点小热容量和小体积，保证传感器的快响应技术要求。同时，热电偶三角形结构设计，可最大限度实现抗环境振动和热气流冲击能力，实现传感器结构的强壮型设计。

附图说明

图1为本发明三明治结构示意图；

图2为本发明三明治结构电极基板结构示意图；

图3为本发明陶瓷管剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种热电偶成型方法,包括以下步骤：

a、将三氧化二铝陶瓷基底的热电偶集成单片；

b、用两片相同三角形结构的超薄三氧化二铝陶瓷片通过高温封接材料将其封装在中间，形成“三明治”结构；

c、在感温点表面进行介质厚膜化物理隔离保护；之后将“三明治”结构载组装到防护陶瓷管内；

d、最后组装到带孔的金属外壳内，形成薄膜热电偶产品。

本发明中，三明治结构包括上基板1、下基板2和电极基板3，所述上基板1和下基板2均采用超薄三氧化二铝陶瓷片，所述电极基板3设置在上基板1和下基板2之间；电极基板3包括基板本体4，所述基板本体4中心为镂空结构5，所述镂空结构5上方设置第一热电偶电极6，所述镂空结构5下方设置第二热电偶电极7，所述第一热电偶电极6包括第一热电偶负极8和第一热电偶正极9，所述第一热电偶负极8和第一热电偶正极9顶端连接处为第一热电偶热结点10；所述第二热电偶电极7包括第二热电偶负极11和第二热电偶正极12，所述第二热电偶负极11和第二热电偶正极12顶端连接处为第二热电偶热结点13；所述第一热电偶电极6和第二热电偶电极7均有铂铑材质制成。本发明中，基板本体的正反面上都设有两对热电极，形成了冗余结构，提高了测量的精度，同时也避免了在测量过程中由于某个电极出现故障而无法完成测量的情况。而基板本体上的镂空结构，是为了减少通过基板本体从第一热电偶传递到第二热电偶上的热量，避免两对热电偶互相影响而造成测量结果的不准确。

如图3所示，本发明中，步骤c中防护陶瓷管包括管体14，所述管体14外壁环形均匀分布有4个凸条15，所述管体14外壁设有耐磨保护层16，所述管体14内壁设有抛光图层17；所述管体14内设有第一通道和第二通道，所述管体14采用氧化铝陶瓷管。本发明采用的防护陶瓷管具有优异的耐高温和耐磨性能，使用寿命长。

综上所述，本发明采用的成型方法利用三角形结构设计，热偶感温点设置在三角形顶角处，可实现感温点小热容量和小体积，保证传感器的快响应技术要求。同时，热电偶三角形结构设计，可最大限度实现抗环境振动和热气流冲击能力，实现传感器结构的强壮型设计。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种热电偶成型方法，包括以下步骤：A、将三氧化二铝陶瓷基底的热电偶集成单片；B、用两片相同三角形结构的超薄三氧化二铝陶瓷片通过高温封接材料将其封装在中间，形成“三明治”结构；C、在感温点表面进行介质厚膜化物理隔离保护；之后将“三明治”结构载组装到防护陶瓷管内；D、最后组装到带孔的金属外壳内，形成薄膜热电偶产品。本发明采用的成型方法利用三角形结构设计，热偶感温点设置在三角形顶角处，可实现感温点小热容量和小体积，保证传感器的快响应技术要求。同时，热电偶三角形结构设计，可最大限度实现抗环境振动和热气流冲击能力，实现传感器结构的强壮型设计。

技术研发人员：于广滨;陈杰;艾仁杰
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：2019.03.12
技术公布日：2019.05.31