可以水平放置在炉窑内的刚性热电偶的制作方法

本实用新型涉及测温热电偶，具体涉及一种可以水平放置在炉窑内的刚性热电偶。

背景技术：

热电偶常用于工业中进行各种仪器的温度测量，为了能够准确的判断出高温炉，或是某些设备中的实际温度，往往热电偶并不是延垂直角度向下安装和放置，而是需要根据实际的测温要求将热电偶进行水平放置、倾斜放置，甚至是倒置放置的。当热电偶处于不是垂直角度向下安装时，由于待测温装置内温度较高，一般达到1000度以上，较高的温度会使得热电偶的保护套管刚性降低，同时由于保护套管自身的重力或待测装置的液体的冲击作用，将使热电偶的保护套管弯曲变形，影响测温精度，如果弯曲变形过大，保护套管内的热电偶丝的测温端可能会产生焊点开裂，导致热电偶的损坏。

技术实现要素：

本实用新型针对以上问题提出了一种可以水平放置在炉窑内的刚性热电偶，其具有在高温环境下仍具有较高的刚性，不易发生弯曲变形，保证了热电偶的测温精度，同时也避免了热电偶在高温下弯曲变形引起的热电偶的损坏。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种可以水平放置在炉窑内的刚性热电偶，包括接线盒、温度变送器、保护套管、四孔陶瓷管、连接组件以及热电偶丝；所述温度变送器置于所述接线盒内，所述保护套管固定连接在所述接线盒上，所述热电偶丝的测温端穿过所述四孔陶瓷管的通孔后焊接，所述热电偶丝的另一端与所述温度变送器电连接，所述四孔陶瓷管置于所述保护套管内，所述连接组件固定在所述保护套管外，所述保护套管和所述四孔陶瓷管之间还具有碳化硅套管，所述碳化硅套管上部通过陶瓷胶与所述保护套管固定连接；

进一步地，所述碳化硅套管的外径小于所述保护套管的内径，所述碳化硅套管的长度小于保护套管的长度，所述碳化硅套管的长度小于所述四孔陶瓷管的长度；

进一步地，所述热电偶丝包括下端的用于直接进行温度测量的第一热电偶丝和用于将所述第一热电偶丝测得的温度传输到所述温度变送器上的第二热电偶丝，所述第二热电偶丝的线径小于所述第一热电偶丝的线径，所述第一热电偶丝的一端与所述第二热电偶丝的一端氩弧焊接连接后置于所述四孔陶瓷管内，所述焊接点置于所述四孔陶瓷管中，所述第二热电偶丝另一端从所述四孔陶瓷管中伸出后与所述温度变送器连接；

进一步地，所述第二热电偶丝从所述四孔陶瓷管伸出的一端套有热缩管和玻璃纤维管，所述热缩管套在所述第二热电偶丝外，所述玻璃纤维管套在所述热缩管外；

进一步地，所述四孔陶瓷管的前端具有凹槽，所述热电偶丝的测温端置于所述凹槽内；

进一步地，所述四孔陶瓷管的外壁上还缠绕有多段绝缘胶带。

与现有技术比较，本实用新型所述的可以水平放置在炉窑内的刚性热电偶，其具有以下有益效果：1、在保护套管和四孔陶瓷管之间固定有碳化硅套管，由于碳化硅具有高温强度大、高温抗氧化性强、耐磨损性能好、热稳定性佳和膨胀系数小等优点，使得碳化硅套管在保护套管内起到支撑管的作用，避免保护套管在高温下发生弯曲变形；2、碳化硅套管的外径小于保护套管的内径，碳化硅套管的长度小于保护套管的长度，使得碳化硅套管和保护套管之间，碳化硅套管与保护套管前端具有间隙，可以避免由于碳化硅套管和保护套管在温度变化过程因热膨胀系数不同而导致相互挤压产生应力而破坏热电偶；3、四孔陶瓷管的长度大于碳化硅套管长度，使得热电偶丝的测温端能够直接通过保护套管对外界进行测温，保证了测温的准确性。

附图说明

图1为本实用新型是热电偶的结构图；

图2为本实用新型热电偶的温度变送器接线图；

图3为图1中A处的局部放大图；

图4为热电偶内热电偶丝的结构图；

图5为图4中B处的局部放大图。

图中：1、接线盒，2、温度变送器，3、保护套管，4、四孔陶瓷管，5、连接组件，6、热电偶丝，7、碳化硅套管，31、端部空间，41、凹槽，42、绝缘胶带，51、螺纹部，52、旋拧部，53、密封垫圈，61、第一热电偶丝，62、第二热电偶丝，621、玻璃纤维管和热缩管，71、胶带，72、陶瓷胶。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本实用新型的公开的可以水平放置在炉窑内的刚性热电偶，包括接线盒1、温度变送器2、保护套管3、四孔陶瓷管4、连接组件5以及热电偶丝6；温度变送器2置于接线盒1内，接线盒1可以采用BUZH接线盒、A型接线盒或B型接线盒等结构，保护套管3是由高温钢材料制成的一端开口一端封闭的套管状结构，其开口端固定连接在接线盒1上。热电偶丝6的测温端穿过四孔陶瓷管4的通孔后通过氩弧焊接在一起，四孔陶瓷管4置于保护套管3内，热电偶丝6的测温端置于保护套管3的前端，热电偶丝3的另一端与温度变送器2连接实现热电偶丝6和温度变送器2的电连接，热电偶丝6可以将测温端测得的温度传递到温度变送器2上，并由温度变送器2输出到外界仪器。连接组件5固定在保护套管3外，连接组件5可以采用例如连接法兰、螺纹连接等多种过程连接结构，优选地，采用如图1中所示的结构，连接组件5下端为螺纹部51和螺纹部51的上端为便于进行对热电偶进行旋拧的旋拧部52，旋拧部52为多边形结构，为了便于使用扳手等工具对其进行旋拧，旋拧部52为六边形结构，连接组件5固定在保护套管3上便于将热电偶固定在待测装置上以进行温度测量，在旋拧部52的下端面上还固定有密封垫圈53，密封垫片53可以采用紫铜密封垫圈，在热电偶固定在待测装置上时，紫铜密封垫圈处于待测装置与旋拧部之间，用于对待测装置进行密封、减压、增加摩擦以及减震等作用。为了增加保护套管3在高温下的刚性，在保护套管3和四孔陶瓷管4之间还具有碳化硅套管7，碳化硅套管7上部通过陶瓷胶72与保护套管3固定连接，碳化硅套管7与保护套管3的连接过程如下：1、在距离碳化硅套管7上端一定距离的位置处缠绕上胶带71；2、将缠绕有胶带71的碳化硅套管7塞入保护套管3内，并在保护套管3和碳化硅套管7之间的缝隙内注入陶瓷胶72。由于碳化硅套管7上距离保护套管3一定距离处缠绕有胶带71，胶带71对陶瓷胶72具有阻挡作用可以防止陶瓷胶72渗透到碳化硅套管7和保护套管3下端的间隙内，同时陶瓷胶72将碳化硅套管7固定在保护套管3上端。保护套管3上端一般置于待测装置的外部具有较低的温度，因此陶瓷胶可以牢固地将碳化硅套管和保护套管固定在一起。同时由于碳化硅材料具有高温强度大、高温抗氧化性强、耐磨损性能好、热稳定性佳和膨胀系数小等性能，使得碳化硅套管7在高温环境中刚度也不会降低，因此碳化硅套管7对保护套管3起到支撑作用，可以避免高温环境下保护套管3弯曲变形而引起热电偶测温不准甚至热电偶因弯曲变形而损坏。

由于保护套管3和碳化硅套管7的材质不同，其热膨胀系数也不相同，同时由于热电偶在工作过程中处于较大的温差变化范围内(特别是将常温下热电偶，不经过预热处理，而直接安装到高温中的情形下)。因此为了避免温度变化引起的热电偶各部分之间由于热胀冷缩而导致相互产生挤压造成损坏，碳化硅套管7的外径尺寸小于保护套管3的内径尺寸，碳化硅套管7的长度小于保护套管3的长度，使得碳化硅套管7和保护套管3之间具有径向间隙，碳化硅套管7和保护套管3的前端具有端部空间31，径向间隙和端部空间31可以作为热膨胀过程的缓冲区，避免碳化硅套管7和保护套管3在受热膨胀过程中直接接触，保证了热电偶的连接强度和使用寿命。

进一步地，四孔陶瓷管4的长度大于碳化硅套管7的长度，四孔陶瓷管4的前端部从碳化硅套管7中伸出并置于碳化硅套管7和保护套管3之间的端部空间31内，这样可以保证通过保护套管3的热量直接作用在热电偶丝6的测温端，保证了测温精度。

进一步地，为了保证热电偶丝6的测温端与保护套管3之间的绝缘，四孔陶瓷管4的前端部的两侧分别进行切削形成凹槽41，热电偶丝6的测温端置于凹槽41内，可以防止热电偶丝6的测温端与保护套管3直接接触。

进一步地，如图4和图5所示，热电偶丝6包括下端的用于直接进行温度测量的第一热电偶丝61和用于将第一热电偶丝61测得的温度传输到温度变送器2的第二热电偶丝62，第一热电偶丝61与第二热电偶丝62通过氩弧焊接在一起，焊接点置于四孔陶瓷管4内。第二热电偶丝62从四孔陶瓷管4中伸出后连接在温度变送器2上，为了增加第二热电偶丝62的强度，避免其在连接在温度变送器过程中进行弯折而损坏，在第二热电偶丝62从四孔陶瓷管4伸出的部分套有热缩管和玻璃纤维管621，热缩管套在热电偶丝上后进行加热热缩，然后套上玻璃纤维管。热缩管和玻璃纤维管不仅保证了热电偶丝之间的绝缘性能，同时增加了其耐磨性能。

第一热电偶丝61和第二热电偶丝62具有不同的线径，第一热电偶丝61需要直接对待测装置进行温度测量，其需要承受较高的温度，因此需要具有较粗的线径，第二热电偶丝62是用于将第一热电偶丝61测得的温度传递到温度变送器中，同时需要在在接线盒开关过程中进行弯折，因此需要较小的线径以便于安装和弯折。

进一步地，由于四孔陶瓷管4的材质较脆，为了避免热电偶在运输或者使用过程中由于振动等原因将四孔陶瓷管4损坏，在四孔陶瓷管4的外壁上还缠绕有多段绝缘胶带42，使得四孔陶瓷管4通过多段绝缘胶带42与碳化硅套管7的内径接触，绝缘胶带42起到减振作用，降低或消除了因振动而引起的热电偶的损坏。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。