一种内嵌型的测温传感结构及测温方法与流程

1.本发明涉及温度传感结构技术领域，尤指一种内嵌型的测温传感结构及测温方法。


背景技术：

2.近年来，随着科技水平的提高，对测量传感设备的要求也日益增加。测量传感设备的准确性，直接影响试验数据的准确性。传统的测量传感设备，除设备自身的精度较差外，还存在很大的测量误差。在温度传感领域，常见的接触式温度传感设备从结构上分主要有裸片型与封装型，裸片型传感器通过将传感器粘贴在测量区域进行测量，封装型的传感器结构通过特定的适配器结构进行机械固定。但因为封装结构特殊，适用的结构受限，机械连接不具备密封性能，而贴片传感器只能粘贴在结构壁面，测量精度不高，对于测量密封结构内部的温度都不适用。
3.为此，一种能测量密封结构内部温度的内嵌型的测温传感设备面世，且被广泛使用。但在现有技术中，内嵌型的测温传感设备通常存在两种问题：
4.1、内嵌型的测温传感设备中的测温传感器和密封结构介质之间的热传递效率差，测量不精确；
5.2、内嵌型的测温传感设备的拆装及更换不方便。
6.因此，生产一种测量准确且拆装、更换方便的内嵌型的测温传感设备，是本领域普通技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

7.为解决上述问题，本发明提供一种内嵌型的测温传感结构，测量准确且拆装方便，需要更换时仅需更换部分构件即可，节约时间和成本。
8.本发明提供的技术方案如下：
9.一种内嵌型的测温传感结构，包括：
10.支撑组件，所述支撑组件固定在待测温结构的开孔边缘，与所述待测温结构内部贯通；
11.测温组件，所述测温组件穿设于所述支撑组件内部，其一端伸入所述待测温结构内部，用于测量所述待测温结构中介质的温度；
12.所述测温组件包括导热套管和装设在导热套管内部的测温传感器，所述导热套管与所述支撑组件固定连接，且所述导热套管与所述待测温结构中介质相接触的一端和所述测温传感器相接触，通过内充铜粉，将所述待测温结构中介质的热量传递给所述测温传感器以进行温度测量。
13.在一些实施方式中，所述测温传感器包括夹持杆、封口塞和测温探头，所述封口塞和所述导热套管远离所述待测温结构的一端连接，所述夹持杆一端用于夹持所述测温探头，另一端和所述封口塞固定连接；
14.所述封口塞和所述夹持杆分别开设有第一通孔和第二通孔，用于朝所述导热套管内部填充铜粉，及供所述测温探头的导线穿出；
15.待所述导热套管内部充满所述铜粉，对所述第一通孔进行密封处理。
16.在一些实施方式中，所述第二通孔直径和所述测温探头外径大小一致，且所述第二通孔内侧壁朝所述第二通孔中心延伸有第一抵接部，防止所述测温探头上下滑动；
17.所述封口塞靠近所述夹持杆的一侧向所述夹持杆方向延伸一圆形凸台，所述凸台外径和所述测温探头外径大小一致，所述夹持杆远离所述测温探头的一端套设在所述凸台上；
18.所述凸台上开设有第三通孔，与所述第一通孔贯通，且所述第三通孔直径小于所述第一通孔直径。
19.在一些实施方式中，所述凸台和所述夹持杆连接处套设有一锥度螺纹固定环，通过拧紧所述固定环，固定所述凸台和所述夹持杆。
20.在一些实施方式中，所述夹持杆靠近所述测温探头的一端为多瓣结构。
21.在一些实施方式中，所述支撑组件内侧壁中间区域设有内螺纹，所述导热套管对应区域设有外螺纹，两者通过螺纹紧固连接，实现第一道密封。
22.在一些实施方式中，所述支撑组件远离所述待测温结构的一端设有锥型槽；
23.所述导热套管导热套管外侧，且对应所述锥型槽区域呈球面构造，并抵接于所述锥型槽，实现第二道密封。
24.在一些实施方式中，所述支撑组件焊接在所述待测温结构的开孔边缘，实现第三道密封；
25.所述支撑组件远离所述待测温结构的一端与所述导热套管连接处通过银焊密封。
26.在一些实施方式中，所述封口塞外侧壁周侧开设有外螺纹，所述导热套管内侧壁对应位置设有内螺纹，两者通过螺纹紧固连接；
27.所述封口塞远离所述夹持杆的一侧设有一抓持部，以供装配人员抓持。
28.本发明还提供一种测温方法，包括如下步骤：
29.将支撑组件固定在待测温结构的开孔边缘，使其与待测温结构内部贯通；
30.将导热套管固定于所述支撑组件内部；
31.将测温传感器装设在导热套管内部，使其和所述导热套管与所述待测温结构中介质相接触的一端相接触以进行温度测量。
32.在一些实施方式中，本发明的测温方法可采用上述任一项内嵌型的测温传感结构进行测温，并按照上述步骤执行。
33.与现有技术相比，本发明所提供的一种内嵌型的测温传感结构及测温方法具有以下全部或部分有益效果：
34.1、本发明所提供的一种内嵌型的测温传感结构，其导热套管和待测温结构中介质相接触的一端直接与装设其内部的测温传感器接触，导热效果好，测量准确。且更换测温传感器时，只需更换装设在导热套管内的测温传感器，操作方便，节省时间和成本。
35.2、本发明所提供的一种内嵌型的测温传感结构，其支撑组件通过焊接的方式和待测温结构的开孔边缘连接，及支撑组件和导热套管通过螺纹紧固、银焊、球面进行三重密封，提高了内嵌型的测温传感结构的密封性和可靠性，保证其能长时间使用。
附图说明
36.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
37.图1是本发明产品的安装示意图；
38.图2是图1所示a处的局部放大示意图；
39.图3是本发明产品支撑组件的结构示意图；
40.图4是本发明产品夹持杆的立体结构示意图；
41.图5是本发明产品封口塞在一种状态下的立体结构示意图；
42.图6是本发明产品封口塞在另一种状态下的立体结构示意图。
43.附图标号说明：
44.1000、支撑组件；1001、锥型槽；
45.2000、测温组件；2100、导热套管；2200、测温传感器；2210、夹持杆；2211、第二通孔；2212、第一抵接部；2213、多瓣结构；2220、封口塞；2221、第一通孔；2222、凸台；2223、第三通孔；2224、抓持部；2230、测温探头；
46.3000、待测温结构；
47.4000、固定环。
具体实施方式
48.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。
49.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
50.还应当进一步理解，在本技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
51.在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
52.另外，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
53.作为一个实施例，参见图1至图6，一种内嵌型的测温传感结构，适用于对密封结构内部温度的测量，包括支撑组件1000和测温组件2000。先在待测温结构3000的测量点开孔，然后支撑组件1000固定在待测温结构3000的开孔边缘，与待测温结构3000贯通，支撑组件1000优选为采用不锈钢材料，此时，测温组件2000穿设于该支撑组件1000，一端伸入待测温结构3000，通过将测温组件2000伸入到待测温结构3000内部，能够直接测量待测温结构
3000中介质的温度。
54.其中，测温组件2000包括导热套管2100和装设在导热套管2100内部的测温传感器2200。导热套管2100与支撑组件1000固定连接，且导热套管2100与待测温结构3000中介质相接触的一端和测温传感器2200相接触，将待测温结构3000中介质的热量传递给其内部的测温传感器2200，进行温度测量。
55.在实际生产中，导热套管2100优选为采用铜制成，因为铜的导热性能优良，能保证测温传感器2200与待测温结构3000中介质之间良好的导热，提高测量的精度。
56.当测温传感器2200出现故障或其他情况需要更换时，只需取出装设在导热套管2100内部的测温传感器2200进行更换即可，方便快捷，成本低。
57.在一个实施例中，参见图1，测温传感器2200包括夹持杆2210、封口塞2220和测温探头2230，其中，夹持杆2210和封口塞2220优选为采用不锈钢材料。封口塞2220和导热套管2100远离待测温结构3000的一端连接，用于将测温探头2230和外界空气隔绝，使其不受外界因素影响，测量数据更精确且使用寿命更长。夹持杆2210一端用于夹持该测温探头2230，另一端和封口塞2220固定连接。且封口塞2220和夹持杆2210分别开设有第一通孔2221和第二通孔2211，供测温探头2230的导线穿出。
58.组装时，封口塞2220、夹持杆2210和测温探头2230先通过机械连接方式连接，后作为一体装设在导热套管2100内部。这样，对测温传感器2200进行修理、更换时，只需将封口塞2220取出，然后取下测温探头2230，更换新的测温探头2230即可。
59.此外，为进一步提升本发明所提供的一种内嵌型的测温传感结构的测量精度，经第一通孔2221和第二通孔2211朝导热套管2100内部填充铜粉，增加导热性能，降低测温探头2230与待测温结构3000中介质的温度差。填充后，第一通孔2221进行密封处理，防止铜粉溢出。
60.值得注意的是，铜粉需要充满整个导热套管2100内部。这样，不管内嵌型的测温传感结构是以何种角度和方向伸入待测温结构3000，如从下往上倒置伸入，都能保证测温的一端有铜粉，从而提高测量精度。在实际生产中，优选为通过真空封泥将第一通孔2221密封。
61.此时，夹持杆2210靠近测温探头2230的一端用开设有若干孔，供铜粉流出，使其能充满整个导热套管2100内部，
62.在一个实施例中，参见图1和图4，第二通孔2211直径和测温探头2230外径大小一致，直接将测温探头2230部分卡合进第二通孔2211，实现夹持杆2210对测温探头2230的夹持。此外，第二通孔2211内侧壁朝第二通孔2211中心延伸有第一抵接部2212，防止测温探头2230上下滑动，对其进行限位。
63.优选地，参见图1、图4、图5及图6，封口塞2220靠近夹持杆2210的一侧向夹持杆2210方向延伸有一圆形凸台2222，该凸台2222外径和测温探头2230外径大小一致，夹持杆2210远离测温探头2230的一端套设在该凸台2222上，实现封口塞2220和夹持杆2210之间的固定。
64.此外，该凸台2222上还开设有第三通孔2223，该第三通孔2223与第一通孔2221贯通，以便朝导热套管2100内部填充铜粉。作为优选，第三通孔2223的直径应小于第一通孔2221的直径。这样，可有效防止铜粉从导热套管2100内溢出。
65.在实际生产中，封口塞2220和夹持杆2210之间的固定方式可有多种，如通过螺栓、卡扣固定等等，也可以直接一体成型。
66.作为进一步优化，参见图1，凸台2222和夹持杆2210连接处套设有一锥度螺纹固定环4000，通过拧紧该固定环4000可进一步加固凸台2222和夹持杆2210之间的连接固定，防止凸台2222和夹持杆2210之间的意外松脱，提高了结构的可靠性。
67.在一个实施例中，参见图1，导热套管2100内侧壁对应封口塞2220的区域延伸有第二抵接部，用于抵持封口塞2220。相对应地，导热套管2100内侧壁对应固定环4000的区域延伸有第三抵接部，用于抵持固定环4000。
68.在一个实施例中，参见图4，夹持杆2210靠近测温探头2230的一端为多瓣结构2213，使测温探头2230的拆装更方便。此时，多瓣结构2213之间的缝隙刚好供铜粉流出，充满整个导热套管2100内部，无需再额外开设供铜粉流出的孔。
69.在实际生产中，多瓣结构2213的瓣数不限，可为三瓣结构或四瓣结构等，均在本发明的保护范围之内。
70.同样地，夹持杆2210也不局限于此结构，也可为其他结构，如夹持杆2210为一管体，也能实现对测温探头2230的夹持，且拆装测温探头2230时，直接插拔即可，也十分方便。在管体中部区域开设几个供铜粉流出的孔，也能使铜粉充满整个导热套管2100内部。
71.在一个实施例中，支撑组件1000内侧壁中间区域设有内螺纹，导热套管2100对应区域设有外螺纹，两者通过螺纹紧固连接，实现第一道密封。采用螺纹拧紧连接结构简单，且方便拆装。在实际生产中，螺纹优选为细牙螺纹，密封效果好，保证了待测温结构3000原有的密封性，使其能正常运作。
72.进一步地，参见图1，为便于装配，导热套管2100远离待测温结构3000的一端应部分伸出支撑组件1000，使得装配人员在安装时能抓住该部分，从而旋紧导热套管2100完成导热套管2100与支撑组件1000之间的装配。
73.参见图1至图3，因为在对密封结构及进行测温需要开孔，会破坏密封结构原有的密封性，导致其性能下降，而主要的泄露点为支撑组件1000和待测温结构3000之间、导热套管2100与支撑组件1000之间的连接泄露。其中，又以导热套管2100与支撑组件1000之间的连接泄露更严重。所以，作为进一步优化，支撑组件1000远离待测温结构3000的一端设有锥型槽1001，此时，导热套管2100外侧，且对应锥型槽1001区域呈球面构造，并抵接于该锥型槽，以实现第二道密封。
74.在本实施例中，通过球面及斜面之间的相抵接配合来进行密封，密封效果更好。而且，在配合过程中，导热套管2100与支撑组件1000之间也不容易因碰撞而损坏，从而影响其密封性能及使用寿命。
75.作为进一步优化，参见图1，支撑组件1000焊接在待测温结构3000的开孔边缘，且支撑组件1000远离待测温结构3000的一端与导热套管2100连接处通过银焊密封，因为支撑组件1000采用不锈钢材料，导热套管2100采用铜材料，两者之间银焊的效果最好，能起到密封作用。
76.将两处主要的泄漏点通过焊接密封，能有效避免气体、流体等待测温结构内部3000介质的泄露，保证待测温结构3000的性能，使其不受测温开孔的影响。
77.在导热套管2100与支撑组件1000之间的连接处采用螺纹、球面与银焊等三重密封
结构，密封性强。且都采用金属密封形式，未采用非金属密封圈结构，能进一步加强密封的可靠性，保证待测温结构3000及一种内嵌型的测温传感结构的长时间使用。
78.在一个实施例中，封口塞2220外侧壁周侧开设有外螺纹，导热套管2100内侧壁对应位置设有内螺纹，两者通过螺纹紧固连接。通过该方式使得封口塞2220和导热套管2100之间的连接更便于拆装，当需要更换测温探头2230时，仅需旋出封口塞2220，然后将测温探头2230从夹持杆2210上拆除，再将新的测温探头2230装至夹持杆2210后，将封口塞2220旋进导热套管2100即可。
79.具体地，参见图1、图5及图6，封口塞2220远离夹持杆2210的一侧设有一抓持部2224，装配人员可通过该抓持部2224带动封口塞2220旋转，从而实现封口塞2220与导热套管2100之间的拆装。作为优选，抓持部2224位于封口塞中心位置，此时，第一通孔2221贯穿该抓持部2224。
80.进一步地，抓持部2224可呈六边形板状构造，装配人员通过旋动该抓持部2224实现封口塞2220的旋松及旋紧，从而从而实现封口塞2220与导热套管2100之间的拆装。
81.本发明提供的一种内嵌型的测温传感结构，用于测量压力容器和管路结构中介质的温度，保证测温探头与待测温结构中介质之间只有导热套管间隔，通过将测温探头放置在导热套管内部，内充铜粉的方式进行导热，且导热套管直接与待测温结构中介质接触，同样地，测温探头和导热套管的同一端接触，使得测温探头的测量温度与待测温结构中介质温度差异较小，测量精度更高。且结构简单，可拆卸性强，探头损坏可直接拆除更换，操作简便。此外，将可能产生气体或流体泄露的部位密封，保证待测温结构的使用性能。
82.本发明还提供一种测温方法，包括如下步骤：
83.将支撑组件1000固定在待测温结构3000的开孔边缘，使其与待测温结构3000内部贯通；
84.将导热套管2100固定于支撑组件1000内部；
85.将测温传感器2200装设在导热套管2100内部，使其和导热套管2100与待测温结构3000中介质相接触的一端相接触以进行温度测量。
86.具体地，可采用上述任一实施例内嵌型的测温传感结构进行测温，先在密封管路或容器待测温的测量点开孔，将支撑组件1000焊接在开孔上，将导热套管2100通过螺纹拧紧在支撑组件1000上，进行银焊。将夹持杆2210、封口塞2220、测温探头2230和固定环4000组装为一体后，通过封口塞2220和导热套管2100上的螺纹拧紧将两者固定连接，让测温探头2230和导热套管2100与待测温结构3000中介质相接触的一端相接触。然后向导热套管2100内填充铜粉，使其充满整个导热套管2100，最后将第一通孔2221密封，进行测量。
87.如后续需更换测温探头2230，将组装为一体的夹持杆2210、封口塞2220、测温探头2230和固定环4000从导热套管2100内部旋出，然后更换测温探头2230，将更换后的测温探头2230和夹持杆2210、封口塞2220及固定环4000组装在一起，重新固定至导热套管2100内部，以进行测量。
88.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。