适用于高温环境的测温结构及其安装方法
【专利摘要】本发明提供一种适用于高温环境的测温结构及安装方法，其中测温结构包括设置于碳基复合材料表面的高温黏胶剂层、温度传感器以及第一热防护层，所述温度传感器的通过所述高温黏胶剂层粘接于所述碳基复合材料表面，所述第一热防护层盖设在所述温度传感器上；该测温结构能够适应高温环境，提高测量精度。
【专利说明】适用于高温环境的测温结构及其安装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及温度测量【技术领域】，尤其涉及一种适用于高温环境的测温结构及其安装方法。
【背景技术】
[0002]目前对材料表面温度测量方法可以分为两类，接触测温法和非接触测温法。接触测温法的特点是测量准确、定位准确，并且不需要光学窗口，不受材料表面发射率影响，但是动态响应相对较慢。而非接触测温法的特点是响应快速，测量时不与被测材料接触，不影响被测表面温场分布，适用于动态测量，但是该方法受材料表面发射率和环境辐射影响，测量准确程度不如接触测温。接触测温主要采用的四种安装方式及特点如下:
[0003](I)焊接方式:将温度传感器与被测材料焊接在一起，进行测温，其特点是只针对金属材料，具有一定的局限性；
[0004](2)粘贴方式:使用胶黏剂将温度传感器安装于被测材料表面，其特点是安装工艺简单，适用于试验现场，并且不破坏被测材料表面结构，但当被测材料表面温度过高时会导致胶粘剂熔化，使得温度传感器脱落:
[0005](3)铆接方式:使用铆钉将温度传感器安装在被测材料表面，其特点是安装牢固，但需要在被测材料表面打孔，破坏被测材料结构；
[0006](4) “打孔穿丝”方式:使用丝式热电偶，将温度传感器的球状测温结点埋入材料内部进行测温。
[0007]对于碳/碳、碳/碳化硅为代表的新型碳基复合材料，由于材料本身材料强度不高，不适合采用铆接和打孔的方式，并且该材料为非金属材料，也不适合采用焊接的方式，采用普通的粘接方式，由于碳基复合材料表面温度过高，一方面会导致胶黏剂熔化使得温度传感器脱落，另一方面，在高温环境下，温度传感器本身的金属材料会与真空中的粒子发生反应，影响测量。
【发明内容】
[0008]在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0009]为解决上述问题，本发明提出一种适用于高温环境下的测温结构及其安装方法。
[0010]一方面，本发明提供一种适用于高温环境下的测温结构，包括:依次设置于碳基复合材料表面的高温黏胶剂层、温度传感器以及第一热防护层，所述温度传感器的通过所述高温黏胶剂层粘接于所述碳基复合材料表面，所述第一热防护层盖设在所述温度传感器上。
[0011]另一方面，本发明还提供一种适用于高温环境下的测温结构安装方法，包括:
[0012]将高温黏胶剂涂覆于碳基复合材料表面，形成高温黏胶剂层；
[0013]将温度传感器通过所述高温黏胶剂层粘接于所述碳基复合材料表面；
[0014]在所述温度传感器上盖设第一热防护层。
[0015]本发明提供的适用于高温环境下的测温结构及其安装方法，通过高温黏胶剂层将温度传感器固定在碳基复合材料表面，通过第一热防护层对温度传感器进行热防护，使得该测温结构能够适应高温环境，提高测量精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]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。
[0017]图1为本发明提供的适用于高温环境下的测温结构一种实施例的结构示意图。
[0018]图2为本发明提供的适用于高温环境下的测温结构安装方法一种实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0019]下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或者更多个其他附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
[0020]实施例一
[0021]参考图1，本实施例提供一种适用于高温环境下的测温结构，包括:依次设置于碳基复合材料表面101的高温黏胶剂层102、温度传感器以及第一热防护层103，温度传感器通过高温黏胶剂层102粘接于碳基复合材料表面101，第一热防护层103盖设在温度传感器上。
[0022]本实施例提供的适用于高温环境下的测温结构，通过高温黏胶剂层将温度传感器固定在碳基复合材料表面，通过第一热防护层对温度传感器进行热防护，使得该测温结构能够适应高温环境，提高测量精度。
[0023]作为一种优选的实施方式，温度传感器的表面还设有第二热防护层(图中未示出)，用于将温度传感器与外部环境进行隔离。
[0024]首先将碳基复合材料表面101进行预处理，保证碳基复合材料表面101无异物；将高温黏胶剂涂覆在碳基复合材料表面101上，形成高温黏胶剂层102，作为一种优选的实施方式，在粘接温度传感器之前，在温度传感器表面涂覆第二热防护层，之后将温度传感器的一面也涂上高温黏胶剂，再贴覆在该高温黏胶剂层102上，完成对温度传感器的粘接固定。
[0025]之后在温度传感器上盖设第一热防护层103。
[0026]其中，高温黏胶剂为碳基复合材料专用的高温黏胶剂，重量按照一定的工艺要求配比，该黏胶剂对于碳基复合材料粘接强度高，且耐高温，能够承受1500°C的高温。
[0027]作为一种优选的实施方式，第一热防护层103的材料为高纯度刚玉加工的毛细陶瓷片，该材料耐高温、可靠性强，能够有效的对温度传感器进行热防护，第一热防护层103通过高温黏胶剂层102粘接固定在温度传感器上。
[0028]作为一种优选的实施方式，第二热防护层为氧化铝层，氧化铝层能够有效的将温度传感器与外部环境隔离，避免温度传感器本身的材料与真空中的粒子发生反应，影响测量。
[0029]作为一种优选的实施方式，温度传感器为铂铑30-铂铑6热电偶，该热电偶耐高温、测量准确度高，该热电偶包括热电偶本体104和引线105，热电偶本体104和引线105的表面均涂覆有第二热防护层，热电偶本体104的一面和引线105的一面通过高温黏胶剂层102粘接于碳基复合材料表面101，第一热防护层103盖设在引线105上，通过高温黏胶剂层粘接固定。
[0030]作为一种优选的实施方式，高温黏胶剂层102的覆盖面积大于第一热防护层103的面积，高温黏胶剂层102的厚度大于1mm，有效保证粘接牢固，提高可靠性。
[0031]本实施例提供的适用于高温环境下的测温结构，能够在1500°C高温环境下实现碳基复合材料表面温度的测量，避免温度传感器本身的材料与高温环境中的粒子发生反应，温度传感器与被测表面紧密结合，可靠性高，安装工艺简单，可操作性强，测量准确，实用性强。
[0032]实施例二
[0033]参考图2，本实施例提供一种适用于高温环境下的测温结构安装方法，包括:
[0034]步骤S101，将高温黏胶剂涂覆于碳基复合材料表面，形成高温黏胶剂层；
[0035]步骤S102，将温度传感器通过所述高温黏胶剂层粘接于所述碳基复合材料表面；
[0036]步骤S103，在所述温度传感器上盖设第一热防护层。
[0037]本实施例提供的适用于高温环境下的测温结构安装方法，通过高温黏胶剂层将温度传感器固定在碳基复合材料表面，通过第一热防护层对温度传感器进行热防护，使得该测温结构能够适应高温环境，提高测量精度。
[0038]进一步地，所述将温度传感器的通过所述高温黏胶剂层粘接于所述碳基复合材料表面之前，还包括:
[0039]在所述温度传感器的表面涂覆第二热防护层，所述第二热防护层为氧化铝层。
[0040]进一步地，所述将高温黏胶剂涂覆于碳基复合材料表面之前，还包括:
[0041]对所述碳基复合材料表面进行预处理，清除所述碳基复合材料表面的异物。
[0042]进一步地，温度传感器进行粘接的环境温度为10?60°C。
[0043]具体地，首先将碳基复合材料表面进行预处理，即除锈、除油、清灰尘和异物，保证表面无灰尘、油污、碎片、锈蚀、水份和其他影响附着力的异物。
[0044]高温黏胶剂为双组分包装，按照一定的工艺要求进行配比，充分搅拌后使用。
[0045]其次，在温度传感器的表面涂覆第二热防护层，即氧化铝，把混合好的高温黏胶剂均匀涂刷在碳基复合材料表面，涂刷的厚度I毫米以上，作为一种优选的实施方式，在温度传感器的一面也涂上高温黏胶剂，再将温度传感器通过高温黏胶剂粘接到碳基复合材料表面，之后再将第一热防护层固定在温度传感器上，第一热防护层通过高温黏胶剂粘接固定在温度传感器上。
[0046]作为一种优选的实施方式，粘接温度传感器的环境温度应保持在10?60°C之间，相对湿度小于60%，在通风干燥环境中粘接，避免在潮湿、密闭、温度过高或过低的环境中粘接。当粘接环境温度低于10°C，相对湿度大于60%时，要用热源烘烤加热，且加热不能超过70°C，避免涂层产生汽化现象，以达到好的粘接效果。
[0047]本实施例提供的适用于高温环境下的测温结构安装方法，能够在1500°C高温环境下实现碳基复合材料表面温度的测量，避免温度传感器本身的材料与高温环境中的粒子发生反应，温度传感器与被测表面紧密结合，可靠性高，安装工艺简单，可操作性强，测量准确，实用性强。
[0048]虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。
【权利要求】
1.一种适用于高温环境的测温结构，其特征在于，包括:依次设置于碳基复合材料表面的高温黏胶剂层、温度传感器以及第一热防护层，所述温度传感器的通过所述高温黏胶剂层粘接于所述碳基复合材料表面，所述第一热防护层盖设在所述温度传感器上。
2.根据权利要求1所述的适用于高温环境的测温结构，其特征在于，所述温度传感器的表面还设有第二热防护层，用于将所述温度传感器与外部环境进行隔离。
3.根据权利要求1所述的适用于高温环境的测温结构，其特征在于，所述第一热防护层为毛细陶瓷片。
4.根据权利要求2所述的适用于高温环境的测温结构，其特征在于，所述第二热防护层为氧化铝层。
5.根据权利要求2所述的适用于高温环境的测温结构，其特征在于，所述温度传感器为铂铑30-铂铑6热电偶，包括热电偶本体和引线，所述热电偶本体的通过所述高温黏胶剂层粘接于所述碳基复合材料表面，所述第一热防护层盖设在所述引线上。
6.根据权利要求5所述的适用于高温环境的测温结构，其特征在于，所述高温黏胶剂层的覆盖面积大于所述第一热防护层的面积；所述高温黏胶剂层的厚度大于1mm。
7.一种适用于高温环境的测温结构安装方法，其特征在于，包括: 将高温黏胶剂涂覆于碳基复合材料表面，形成高温黏胶剂层； 将温度传感器通过所述高温黏胶剂层粘接于所述碳基复合材料表面； 在所述温度传感器上盖设第一热防护层。
8.根据权利要求7所述的适用于高温环境的测温结构安装方法，其特征在于，所述将温度传感器通过所述高温黏胶剂层粘接于所述碳基复合材料表面之前，还包括: 在所述温度传感器的表面涂覆第二热防护层，所述第二热防护层为氧化铝层。
9.根据权利要求7所述的适用于高温环境的测温结构安装方法，其特征在于，所述将高温黏胶剂涂覆于碳基复合材料表面之前，还包括: 对所述碳基复合材料表面进行预处理，清除所述碳基复合材料表面的异物。
10.根据权利要求6所述的适用于高温环境的测温结构安装方法，其特征在于，温度传感器进行粘接的环境温度为10?60°C。
【文档编号】G01K1/14GK104483029SQ201410705341
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月1日 优先权日:2014年12月1日
【发明者】赵博 申请人:北京振兴计量测试研究所