耐高压的高精度温度传感器的制作方法

本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种耐高压的高精度温度传感器。

背景技术：

高温熔体温度传感器，主要用于高温条件下熔融物质的温度测量与控制。高温熔体温度传感器广泛应用于化纤塑料、纺丝、聚酯、橡塑机械等设备的高温流体介质的压力测量与控制。高温熔体具有高温高压高黏度的特性，温度越低，粘度越大，常温下通常呈固态。装有高温熔体的装置内的温度变化对高温炉正常工作以及产品质量也有直接关系，由于装置内实际上是一个高压和高温的封闭分布参数系统，内部不断地进行着一系列十分复杂的气、固、液相之间的物理化学反应，内部的温度高，变化快，测量条件恶劣，对温度传感器的灵敏性以及准确性等性能要求较高。

现有技术中，温度传感器的用于检测温度的温度传导丝通过灌封工艺封装于检测探头内，由于传导丝通常较软，这种设计的传导丝端部的电阻体通常与检测探头的端部有3-5mm的距离，存在传感器的灵敏度较低、热传导缓慢、反应时间较长以及检测结果误差较大等问题。

技术实现要素：

本发明针对上述问题，提出了一种耐高压的高精度温度传感器，灵敏度高，热响应速度快，检测结果准确。

本发明采取的技术方案如下：本发明提供一种耐高压的高精度温度传感器，包括外保护管、内保护管、接线盒、绝缘支架、数根传导丝以及绝缘填充物，所述接线盒设于所述外保护管的一端，所述接线盒内设有变送器，所述变送器用于将温度信号转换为输出信号，所述内保护管插设于所述外保护管内，且所述内保护管伸出所述外保护管的另一端形成检测探头，所述绝缘支架设于所述内保护管内，数根传导丝沿轴向设于所述绝缘支架内，且均与所述变送器连接，所述绝缘支架与所述内保护管之间通过所述绝缘填充物隔离，所述传导丝上设有电阻体，且所述电阻体位于所述检测探头的端部。

于本发明一实施例中，所述的耐高压的高精度温度传感器还包括用于安装的法兰盘，所述法兰盘设有连接孔，所述法兰盘通过连接孔套设于所述外保护管的中部。

于本发明一实施例中，所述法兰盘的靠近所述检测探头的一侧设有台阶型的第一凹槽，所述外保护管设有台阶型的第一凸起，通过第一凹槽与第一凸起配合将法兰盘与外保护管焊接相连。

于本发明一实施例中，所述法兰盘上设有数个固定通孔以及数个顶丝通孔，所述固定通孔与螺栓配合用于法兰盘的固定，所述顶丝通孔与顶丝配合用于泄压。

于本发明一实施例中所述固定通孔的数量为四个，四个所述固定通孔均匀设于所述法兰盘上；所述顶丝通孔的数量为两个。

于本发明一实施例中，所述的耐高压的高精度温度传感器还包括密封垫，所述外保护管的靠近所述检测探头的一端设有第二凹槽，所述密封垫设于所述第二凹槽内。

于本发明一实施例中，所述传导丝的数量为三个，分别为正极丝、负极丝以及补偿导线。

于本发明一实施例中，绝缘填充物为氧化镁、氧化铝和氧化锌中的一种或多种的混合物。

于本发明一实施例中，所述绝缘支架的材质为陶瓷，所述传导丝为银丝。

本发明的有益效果是：本发明提供的耐高压的高精度温度传感器，包括外保护管、内保护管、接线盒、绝缘支架、数根传导丝以及绝缘填充物，内保护管伸出外保护管外形成检测探头，内保护管内设有绝缘支架，通过绝缘支架支撑传导丝，可以使得传导丝上的电阻体位于检测探头的端部，检测时的灵敏度高，热响应速度快，检测结果准确；绝缘支架和内保护管之间通过绝缘层填充，使外保护管和内保护管发挥承压和保护作用的同时，不会影响到传导丝对于温度的测量，保证了耐高压的高精度温度传感器的准确度。使用时，通过电阻体测得的温度信号，再通过传导丝传导至接线盒内的变送器，变送器将温度信号转换为可传送的标准化输出信号，以便观察和分析。

附图说明

图1是本发明的耐高压的高精度温度传感器的立体结构图；

图2是本发明的耐高压的高精度温度传感器的内部结构示意图；

图3是图2中a处的局部放大图；

图4是本发明的另一个实施例中法兰盘的结构示意图。

图中各附图标记为：1、外保护管；2、内保护管；3、接线盒；4、绝缘支架；5、传导丝；6、绝缘填充物；7、变送器；8、检测探头；9、法兰盘；10、密封垫；11、第一凸起；12、第二凹槽；51、电阻体；91、连接孔；92、第一凹槽；93、固定通孔；94、顶丝通孔。

具体实施方式

下面结合各附图，通过具体实施例，对本发明进行详细、完整的描述。

请参考图1-3所示，本发明提供一种耐高压的高精度温度传感器，包括外保护管1、内保护管2、接线盒3、绝缘支架4、数根传导丝5以及绝缘填充物6，接线盒3设于外保护管1的一端，接线盒3内设有变送器7，变送器7用于将温度信号转换为输出信号，内保护管2插设于外保护管1内，且内保护管2从外保护管1的另一端伸出形成检测探头8，绝缘支架4设于内保护管2内，数根传导丝5沿轴向设于绝缘支架4内，且均与变送器7连接，绝缘支架4与内保护管2之间通过绝缘填充物6隔离，传导丝5上设有电阻体51，且电阻体51位于检测探头8的端部。内保护管2内设有绝缘支架4，通过绝缘支架4支撑传导丝5，可以使得传导丝5上的电阻体51位于检测探头8的端部，检测时的灵敏度高，热响应速度快，检测结果准确；绝缘支架4和内保护管2之间通过绝缘填充物6填充，使外保护管1和内保护管2发挥承压和保护作用的同时，不会影响到传导丝5对于温度的测量，保证了温度传感器的准确度。使用时，通过电阻体51测得的温度信号，再通过传导丝5传导至接线盒3内的变送器7，变送器7将温度信号转换为可传送的标准化输出信号，以便观察和分析。

一实施例中，电阻体51为铂电阻，形成pt100温度传感器，输出电阻信号，再经转化输出4-20ma的标准电流信号。

请参考图2和图4所示，耐高压的高精度温度传感器还包括用于安装的法兰盘9，法兰盘9设有连接孔91，法兰盘9通过连接孔91套设于外保护管1的中部。通过法兰盘9将温度传感器固定在装有高温熔体的装置的外壁上，对温度传感器进行拆卸时，不会受到高温高压熔体夹套管的内管高温的影响，在高温下也可以直接从装有高温熔体的装置上拆卸下来，避免了由于停产而造成的较大损失。

请参考图3所示，一实施例中，法兰盘9的靠近检测探头8的一侧设有台阶型的第一凹槽92，外保护管1设有台阶型的第一凸起11，通过第一凹槽92与第一凸起11配合将法兰盘9与外保护管1焊接相连。温度传感器安装在装有高温熔体的装置上时，检测探头8需要伸入高温高压熔体夹套管内管中检测温度，而高温高压熔体夹套管内管中压力较高，会对检测探头8施加较大的压力，第一凸起11与第一凹槽92相配合以顶住来自高温高压熔体夹套管内管的高压对检测探头8施加的压力，从而保证温度传感器的使用寿命。法兰盘9与外保护管1通过焊接的方式连接，连接处强度大，结构刚度大，致密性优异。

请参考图1和图2所示，法兰盘9上设有数个固定通孔93以及数个顶丝通孔94，固定通孔93与螺栓配合用于法兰盘9的固定，顶丝通孔94与顶丝配合用于泄压。当在高温下对温度传感器进行拆卸时，即高温熔体仍处于液态，装置内部压力较高，通过顶丝从顶丝通孔94处进行紧固并释放压力，即将顶丝从顶丝通孔94内松开一段距离，但不能完全松开，此时温度传感器和装置之间会有空隙，装置内的压力从空隙中逐渐释放出来，直至装置内外压力平衡，再拆卸温度传感器时，不会发生高温熔体喷出，误伤操作人员的情况；当在常温下对温度传感器进行拆卸时，即高温熔体处于固态，由于螺栓与固定通孔93配合，固定在装有高温熔体的装置的外壁上，法兰盘9与装置的连接处不会随着高温熔体的冷却而凝结成一体，因此，在常温下温度传感器也可以直接从装有高温熔体的装置上拆卸下来，避免了由于拆卸温度传感器而发生断裂，造成装置无法正常使用带来的经济损失。

优选地，固定通孔93的数量为四个，四个固定通孔93均匀设于法兰盘9上，顶丝通孔94的数量为两个，使得法兰盘9在顶住来自高温高压熔体夹套管的内管对检测探头8施加的压力时，受力更为均匀，保证了温度传感器与装有高温熔体的装置的炉体之间的密封性，且设置四个固定通孔93，与其相配合的螺栓数量也为四个，能保证温度传感器与装有高温熔体的装置的连接结构稳固。但不限于此，固定通孔93和顶丝通孔94的数量也可以均为三个，三个固定通孔93均匀设置于法兰盘9上，三个顶丝通孔94分别设于相邻的两个固定通孔93之间，设置三个顶丝通孔94，释放压力时顶丝的固定结构更为可靠，本发明对此不作限定。

请参考图2所示，耐高压的高精度温度传感器还包括密封垫10，外保护管1的靠近检测探头8的一端设有第二凹槽12，密封垫10设于第二凹槽12内。设置密封垫10，能保证温度传感器与装有高温熔体的装置的炉体之间的密封性，且使得温度传感器在与装有高温熔体的装置抵触的位置不容易发生泄漏。

传导丝5的数量为三个，分别为正极丝、负极丝以及补偿导线。当加热电阻体51到一定温度时，正极丝与负极丝会产生一个明显的电阻，通过变送器7测出电阻然后推出温度，补偿导线用于补偿，避免正极丝5和负极丝5长度不一，以及温度变化引起的误差。

绝缘填充物6为氧化镁、氧化铝和氧化锌中的一种或多种的混合物。氧化镁、氧化铝以及氧化锌，均具有一定的导热能力，电绝缘性能优良，且这三种物质的性能稳定，可以适用于高温、汽化、腐蚀、氧化和还原性等多种环境使用，应用范围更广。

绝缘支架4的材质为陶瓷，陶瓷的电绝缘性能和导热性能优异，且具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化和耐腐蚀等优点，不仅对传导丝5具有很好的支撑以及保护传导丝5绝缘，还适用于装有高温熔体的装置内恶劣的环境。传导丝5为银丝，银丝的导电性好，阻值低；铂丝测量精度高，性能稳定。

外保护管1与内保护管2通过过盈配合连接，结构简单，定心性好，承载能力高和连接结构可靠等优点。

接线盒3与外保护管1的外表面均设有金属铠装层，金属铠装层采用延展性佳的不锈钢或铝合金制成。不锈钢的刚性强，耐热性能和耐腐蚀性能优异；铝合金强度高、材料轻，且具有优良的导热性和抗蚀性，可以增加耐高压的高精度温度传感器的机械强度，提高防侵蚀能力。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。