热电偶旋转装置及旋转式热电偶的制作方法

1.本实用新型属于温度测量技术领域，更具体地说，是涉及一种热电偶旋转装置及旋转式热电偶。


背景技术：

2.随着社会的快速发展，重工业水平也得到了长足进步。在燃烧、热能、消防等科学研究领域，以及循环硫化床锅炉、炉排炉、沸腾炉、磨煤机、造气炉、水泥回转窑和冶金等场所中，对于温度的测量非常重要，一般采用热电偶来进行数据采集。热电偶可以直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表转换成被测介质的温度。
3.传统的热电偶一般采用固定安装来实时检测周围环境中的温度变化情况，但是，当环境温度过高时，热电偶易结焦附着于其表面，造成热电偶被挤压变形导致损坏，大大降低了热电偶的使用寿命。
4.为此，出现了能够旋转的热电偶，利用驱动电机及齿轮副使热电偶能够自动旋转，在旋转过程中，能够使焦料均匀附着于其表面，防止热电偶结焦附着于单一方向，使得热电偶不易被挤压变形而损坏，能够提高热电偶的使用寿命。但是，上述具有旋转功能的热电偶在旋转过程中稳定性较差，容易产生晃动而影响焦料的均匀附着效果。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种热电偶旋转装置及旋转式热电偶，旨在解决传统的具有旋转功能的热电偶在旋转过程中稳定性较差，容易产生晃动而影响焦料的均匀附着效果的技术问题。
6.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种热电偶旋转装置，包括：安装座，具有相对的第一安装面和第二安装面；驱动电机，设于所述第一安装面；齿轮副，由所述驱动电机驱动旋转；传动轴，由所述齿轮副驱动旋转，且沿所述安装座的厚度方向贯穿在所述安装座中，具有供热电偶穿设的中心孔；以及限位套，一端连接于所述第二安装面，另一端具有供所述热电偶穿设的限位孔，所述限位套套设于所述传动轴伸出所述第二安装面的部分，且所述限位套的长度大于所述传动轴伸出所述第二安装面的长度。
7.在一个实施例中，所述限位套包括：轴向板，延伸方向平行于所述传动轴的轴向，连接于所述第二安装面，且套设于所述传动轴伸出所述第二安装面的部分；以及径向板，延伸方向平行于所述传动轴的径向，外环与所述轴向板的内侧连接，内环形成所述限位孔。
8.在一个实施例中，所述径向板的内环包裹有缓冲垫片。
9.在一个实施例中，所述径向板的内环设有沿所述传动轴轴向延伸的限位板，在所述传动轴轴向上，所述限位板的长度大于所述径向板的长度。
10.在一个实施例中，所述齿轮副包括：第一传动轮，由所述驱动电机驱动旋转；以及第二传动轮，与所述第一传动轮啮合，所述传动轴穿设在所述第二传动轮中，且所述传动轴在远离所述第一安装面并伸出所述第二传动轮的部分设有第一挡位件。
11.在一个实施例中，所述齿轮副包括：第一传动轮，由所述驱动电机驱动旋转，且所述驱动电机的电机轴在伸出所述第一传动轮的部分设有第二挡位件；以及第二传动轮，与所述第一传动轮啮合，且驱动所述传动轴旋转。
12.在一个实施例中，所述驱动电机与所述安装座之间设有减震结构。
13.在一个实施例中，所述减震结构包括弹簧组件或垫片组件。
14.在一个实施例中，所述热电偶旋转装置还包括与所述驱动电机电性连接的电机驱动器，以及与所述电机驱动器电性连接的电机控制器。
15.本实用新型提供的热电偶旋转装置至少具有以下技术效果：与传统技术相比，本实用新型提供的热电偶旋转装置，通过驱动电机、齿轮副及传动轴能够带动热电偶旋转，使得热电偶结焦附着更加均匀，热电偶不易被挤压变形而损坏，能够提高热电偶的使用寿命，在第二安装面连接有限位套，且限位套的长度大于传动轴伸出第二安装面的长度，能够限制传动轴及至少部分热电偶的周向晃动范围，减小传动轴及热电偶的晃动影响，使得热电偶的稳定性更高，焦料的附着效果更加均匀，同时，由于限位套具有限位孔，因此并不影响热电偶的测温结果。
16.本实用新型还提供一种旋转式热电偶，包括：如上任一实施例所述的热电偶旋转装置；以及热电偶，穿设在所述中心孔和所述限位孔中。
17.本实用新型提供的旋转式热电偶采用如上任一实施例所述的热电偶旋转装置，二者技术效果相同，在此不再赘述。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型一实施例提供的热电偶旋转装置的结构示意图；
20.图2为本实用新型另一实施例提供的热电偶旋转装置的结构示意图；
21.图3为本实用新型一实施例提供的旋转式热电偶的结构示意图。
22.图中：
23.100、热电偶旋转装置
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110、安装座
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112、第一安装面
24.114、第二安装面
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120、驱动电机
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122、第二挡位件
25.130、齿轮副
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132、第一传动轮
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134、第二传动轮
26.140、传动轴
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142、中心孔
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144、第一挡位件
27.150、限位套
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151、限位孔
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152、轴向板
28.153、径向板
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154、缓冲垫片
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155、限位板
29.160、减震结构
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170、防护罩
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200、旋转式热电偶
30.210、热电偶
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212、热电极
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214、保护套
具体实施方式
31.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以
下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
32.需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“固定”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中元件。当一个元件被认为是“连接于”、“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当元件被称为“设置于”、“设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中元件。“多个”指两个及以上数量。
33.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。
34.请一并参阅图1至图3，现对本实用新型实施例提供的热电偶旋转装置100及旋转式热电偶200进行说明。
35.请参阅图1至图3，本实用新型实施例提供了一种热电偶旋转装置100，包括：安装座110，具有相对的第一安装面112和第二安装面114；驱动电机120，设于第一安装面112；齿轮副130，由驱动电机120驱动旋转；传动轴140，由齿轮副130驱动旋转，且沿安装座110的厚度方向贯穿在安装座110中，具有供热电偶210穿设的中心孔142；以及限位套150，一端连接于第二安装面114，另一端具有供热电偶210穿设的限位孔151，限位套150套设于传动轴140伸出第二安装面114的部分，且限位套150的长度大于传动轴140伸出第二安装面114的长度。
36.需要说明的是，本实用新型实施例所提供的热电偶旋转装置100可以与热电偶210配套使用，可以应用于多种需要测温的密闭环境中。
37.具体而言，安装座110用于设置在被测设备中，例如，燃烧热炉炉膛。安装座110可以是安装法兰，也可以是自制安装板材，具有相对的第一安装面112和第二安装面114，以区分各个构件的安装位置。为了提高密闭性和防干扰性，在安装座110上还罩设有保护罩，用于罩设位于第一安装面112的多个构件。
38.驱动电机120具体可以采用步进电机，伺服电机等。例如，驱动电机120采用步进电机，具体为混合式步进电机，步角距为0.9
°‑
1.8
°
，绝缘强度要求在500vac/50hz/1ma/1min以上，环境温度为
‑
20℃至+40℃。为了降低步进电机的转速和增大步进电机的转矩，可以为步进电机连接减速机，二者通过销子连接，且传动中心轴线对中，误差不得大于所用联轴器的使用补偿，通过减速机与齿轮副130连接，减速机具体为配86步进行星减速机，三级比为1:125。
39.齿轮副130的设置方式与驱动电机120的电机轴延伸方向相关，当电机轴的延伸方向与传动轴140的延伸方向平行时，齿轮副130可以采用普通齿轮啮合，当电机轴的延伸方向与传动轴140的延伸方向垂直时，齿轮副130可以采用锥齿轮啮合。其中，齿轮和电机轴利用装配夹具、螺纹配合、螺栓锁紧、键连接等方式锁紧。
40.传动轴140通过轴承可旋转地设于安装座110，传动轴140与齿轮利用装配夹具、螺纹配合、螺栓锁紧、键连接等方式锁紧。在齿轮副130的旋转过程中，传动轴140一同旋转。热电偶210通过中心孔142穿设在传动轴140中，并通过装配夹具、螺纹配合、螺栓锁紧、键连接等方式锁紧，在传动轴140的旋转过程中，热电偶210一同旋转。此外，根据热电偶210自身的结构，热电偶210的头部可以收容在防护罩170内，也可以伸出防护罩170。
41.限位套150设于第二安装面114，可以是一体式环状结构，也可以是多个分散式弧板。传动轴140伸出第二安装面114的部分及至少部分热电偶210限制在限位套150所形成的周向轮廓范围内，防止传动轴140和热电偶210在旋转过程中由于自身长度较长而产生较严重的晃动，提高旋转过程的稳定性。
42.本实用新型实施例提供的热电偶旋转装置100至少具有以下技术效果：与传统技术相比，本实用新型实施例提供的热电偶旋转装置100，通过驱动电机120、齿轮副130及传动轴140能够带动热电偶210旋转，使得热电偶210结焦附着更加均匀，热电偶210不易被挤压变形而损坏，能够提高热电偶210的使用寿命，在第二安装面114连接有限位套150，且限位套150的长度大于传动轴140伸出第二安装面114的长度，能够限制传动轴140及至少部分热电偶210的周向晃动范围，减小传动轴140及热电偶210的晃动影响，使得热电偶210的稳定性更高，焦料的附着效果更加均匀，同时，由于限位套150具有限位孔151，因此并不影响热电偶210的测温结果。
43.对于限位套150的具体组成不做限制，下面举例说明。请参阅图1和图2，限位套150包括：轴向板152，延伸方向平行于传动轴140的轴向，连接于第二安装面114，且套设于传动轴140伸出第二安装面114的部分；以及径向板153，延伸方向平行于传动轴140的径向，外环与轴向板152的内侧连接，内环形成限位孔151。可以理解的是，外环和内环相对于传动轴140的轴线的距离区分。本实施例中，轴向板152可以是一体式环状板，也可以是分散式弧板，沿传动轴140的轴向延伸。径向板153可以是一体式环状板，也可以是分散式弧板，沿传动轴140的径向延伸。径向板153可以在轴向上间隔地设置多个，以增加限位面积。
44.为了防止热电偶210在晃动中冲击径向板153而损伤，请参阅图1，径向板153的内环包裹有缓冲垫片154。本实施例中，至少在径向板153的内环包裹有缓冲垫片154，缓冲垫片154可以采用耐热耐腐蚀橡胶、丝绵材质等。
45.为了进一步地增加限位面积，请参阅图2，径向板153的内环设有沿传动轴140轴向延伸的限位板155，在传动轴140轴向上，限位板155的长度大于径向板153的长度。本实施例中，限位板155在轴向上的长度大于径向板153在轴向上的长度，能够增加在晃动过程中与热电偶210的接触面积，从而增大限位范围，提高限位效果。在限位板155的内环也可以包裹有缓冲垫片154。
46.为了防止齿轮副130脱离传动轴140，请参阅图1和图2，齿轮副130包括：第一传动轮132，由驱动电机120驱动旋转；以及第二传动轮134，与第一传动轮132啮合，传动轴140穿设在第二传动轮134中，且传动轴140在远离第一安装面112并伸出第二传动轮134的部分设有第一挡位件144。本实施例中，第一传动轮132和第二传动轮134可以是普通齿轮，也可以是锥齿轮，根据电机轴的轴向确定。传动轴140通过轴承设置在安装座110，具有位置可靠性，第二传动轮134与传动轴140紧密连接，为了防止第二传动轮134在旋转中脱离传动轴140，将传动轴140设置为远离第一安装面112的一端穿出第二传动轮134，并在这部分设置第一挡位件144，第一挡位件144具体可以是销轴、锁钩、挡圈等，如此设置，也提高了旋转可靠性和稳定性。
47.为了防止齿轮副130脱离电机轴，请参阅图1和图2，齿轮副130包括：第一传动轮132，由驱动电机120驱动旋转，且驱动电机120的电机轴在伸出第一传动轮132的部分设有第二挡位件122；以及第二传动轮134，与第一传动轮132啮合，且驱动传动轴140旋转。本实
施例中，第一传动轮132和第二传动轮134可以是普通齿轮，也可以是锥齿轮，根据电机轴的轴向确定。驱动电机120固定在安装座110，具有位置可靠性，第一传动轮132与电机轴紧密连接，为了防止第一传动轮132在旋转中脱离电机轴，将电机轴设置为穿出第一传动轮132，并在这部分设置第二挡位件122，第二挡位件122具体可以是销轴、锁钩、挡圈等，如此设置，也提高了旋转可靠性和稳定性。
48.在上述齿轮副130中，当采用普通齿轮时，对应第二传动轮134的齿轮型号可以为2模30齿，外径61.36mm内径25mm，总厚度30.77mm，齿长12.4mm，台阶44mm，台厚16.79mm，键槽8mm，顶丝m5。
49.为了进一步地提高稳定性，请参阅图1和图2，驱动电机120与安装座110之间设有减震结构160。本实施例中，减震结构160包括上固定板、下固定板及设于二者之间的减震件，上固定板和驱动电机120连接，下固定板和安装座110连接，例如，采用膨胀螺栓。如此设置，在驱动电机120产生振动时，能够通过减震结构160减轻整体结构的抖动性。
50.对于减震结构160的具体组成不做限制，下面举例说明。通常，减震结构160包括弹簧组件或垫片组件。本实施例中，减震结构160中的减震件具体为弹簧组件，弹簧组件包括多个间隔设置的减震弹簧。或者，减震件具体为垫片组件，垫片组件包括多个间隔设置的减震垫片，具体为橡胶材质。当然，并不局限于此。
51.为了便于控制驱动电机120的旋转，本实施例中，热电偶旋转装置100还包括与驱动电机120电性连接的电机驱动器，以及与电机驱动器电性连接的电机控制器。电机驱动器和电机控制器可以共同控制驱动电机120的旋转频率及正转/反转，具体驱动电机120可以采用步进电机，正转时间为1小时，反转时间为1小时，重复循环。
52.请参阅图3，本实用新型实施例还提供了一种旋转式热电偶200，包括：如上任一实施例所述的热电偶旋转装置100；以及热电偶210，穿设在中心孔142和限位孔151中。
53.可以理解的是，本实用新型实施例中，热电偶210一般包括热电极212和套设于热电极212的绝缘套管，热电偶210可以直接与传动轴140之间采用螺纹锁紧、楔形锁紧、过盈压入等方式紧密装配，热电极212和绝缘套管一同旋转。
54.或者，为了防止热电偶210损伤，热电偶210还可以包括设置在绝缘套管外的保护套214，保护套214至少覆盖热电偶210伸出传动轴140的部分，保护套214与绝缘套管之间具有间隙，保护套214与传动轴140之间采用螺纹锁紧、楔形锁紧、过盈压入等方式紧密装配，传动轴140带动保护套214旋转，焦料均匀结焦于保护套214，热电极212和绝缘套管不旋转，固定在防护罩170上。对于热电偶210的具体组成及装配入热电偶旋转装置100的方式不做限制。
55.本实用新型实施例提供的旋转式热电偶200采用如上任一实施例所述的热电偶旋转装置100，二者技术效果相同，通过驱动电机120、齿轮副130及传动轴140能够带动热电偶210旋转，使得热电偶210结焦附着更加均匀，热电偶210不易被挤压变形而损坏，能够提高热电偶210的使用寿命，在第二安装面114连接有限位套150，且限位套150的长度大于传动轴140伸出第二安装面114的长度，能够限制传动轴140及至少部分热电偶210的周向晃动范围，减小传动轴140及热电偶210的晃动影响，使得热电偶210的稳定性更高，焦料的附着效果更加均匀，同时，由于限位套150具有限位孔151，因此并不影响热电偶210的测温结果。
56.以上所述实施例中所提到的各部分可以进行自由组合或删减以构建成不同的实
施例，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。