移动扫描式非冷却高温热电偶的制作方法

1.本发明创造涉及一种高温热电偶，属于温度传感器领域。


背景技术：

2.近些年，随着工业现代化的发展，燃气轮机在船舶推进、石油化工、航空航天等领域得到了日益广泛的应用，燃烧室作为燃气轮机的三大部件之一，其综合性能直接影响了燃气轮机的使用效率，同时，各高校及企业也通过燃烧室的综合利用，开发出各种试验平台，燃烧室的性能中最重要的性能指标是出口平均温度及温度分布均匀性。
3.在测量燃烧室出口温度时，通常采用多点式热电偶对燃烧室出口温度进行测量，即在插入管道中的保温保护管上开n个小孔，在每个小孔中插入一根电偶丝，用于测量径向位于小孔位置的出口温度，该方法只能测量固定位置处的温度；这种热电偶需要同时装入n根电偶丝，使得需要用较粗的高温保护管才能完全装入,高温保护管的直径越粗，自身的热容量就高，热响应速度就越慢，影响测量精度，不能准确反映出燃烧室出口的真实状态；若某一根电偶丝出现故障或断开，该热电偶无法测量完整数据，只能报废处理，增加了使用成本的同时也增加了使用风险；常规的热电偶会采用气冷或水冷的方式对热电偶进行冷却，虽然提高了热电偶的使用寿命，但由于空气和冷水的引入，会导致热电偶测量数据偏低，测量数据不稳定，同样不能准确反映出燃烧室出口的真实状态，增大了测量误差。


技术实现要素：

4.本发明创造的目的就是针对上述现有技术存在的问题，现提出一种移动扫描式非冷却高温热电偶，达到降低使用成本，提高测量精度及使用寿命的目的。
5.本发明创造的基本设计是: 高温保护管套装在移动套管的下端并通过定位销固定，绝缘陶瓷管套装在电偶丝上，所述电偶丝穿入高温保护管内部，电偶丝测点伸出高温保护管，通过高温胶将电偶丝固定在高温保护管上，电偶丝的另一端与耐高温高压密封航空插头连接，耐高温高压密封航空插头固定连接在移动套管的上端，所述移动套管可移动地套装在固定套管中，移动套管的中上部位固装电机法兰，电机法兰上固装驱动电机，驱动电机的输入端与控制器连接，驱动电机的丝杠输出端与固定套管上端固装的固定法兰螺纹连接，固定套管上端的内部装有密封环，下端套装锁紧螺母，至此构成移动扫描式非冷却高温热电偶。
6.本发明创造采用单点移动扫描式方法进行测量，在热电偶伸入管道中的高温保护管的末端开孔，将电偶丝插入高温保护管，电偶丝的末端测点伸出开孔，并通过高温胶固定。在使用时，通过锁紧螺母将热电偶固定到待测管道上，设定待测位置，通过控制器控制驱动电机动作，驱动电机的输出丝杠调节移动套管和高温保护管在固定套管中上下移动，即电偶丝的测点可在待测量的管道中径向上下移动，就可取得管道径向任意位置的测量数据。相对于多点式热电偶只能测量固定位置和固定数量的测量数据的缺点，该热电偶可测量任意位置的数据，提高了出口平均温度的测量精度和温度分布均匀性的准度。
7.多点式热电偶需要装入n根电偶丝，本发明创造仅需装入一根电偶丝，降低了使用成本的同时，使得保护管外径更细，热容量更少，能极大的提高响应时间，提高了测量精度。
8.在电偶丝出现故障或断开时，多点式只能报废处理，本发明创造只需更换高温保护管和电偶丝即可重新使用，进一步降低了使用风险和维修成本。
9.本发明创造加长了热电偶的整体长度，热电偶的末端温度降至连接件的耐受温度之内，所以不需要水冷或气冷装置，提高了测量精度，降低了使用成本。
附图说明
10.图1是移动扫描式非冷却高温热电偶的剖面图；图2是图1中的局部放大图；图3是图1的俯视图；图中件号说明：1、控制器、2、驱动电机、3、耐高温高压密封航空插头、4、移动套管、5、绝缘陶瓷管、6、密封环、7、固定套管、8、高温保护管、9、高温胶、10、电偶丝、11、定位销、12、锁紧螺母、13固定法兰、14、电机法兰。
具体实施方式
11.下面结合附图对本发明创造实施方案进行详细描述,一种移动扫描式非冷却高温热电偶，高温保护管8套装在移动套管4的下端并通过定位销11固定，绝缘陶瓷管5套装在电偶丝10上，所述电偶丝10穿入高温保护管8内部，电偶丝测点伸出高温保护管8，通过高温胶9将电偶丝10固定在高温保护管8上，电偶丝10的另一端与耐高温高压密封航空插头3连接，耐高温高压密封航空插头3固定连接在移动套管4的上端，所述移动套管4可移动地套装在固定套管7中，移动套管4的中上部位固装电机法兰14，电机法兰14上固装驱动电机2，驱动电机2的输入端与控制器1连接，驱动电机2的丝杠输出端与固定套管7上端固装的固定法兰13螺纹连接，固定套管7上端的内部装有密封环6，下端套装锁紧螺母12。
12.使用时，通过锁紧螺母12将热电偶固定在测量管路上，控制器1输出信号控制固装在电机法兰14上的驱动电机2的丝杠转动，丝杠与固定法兰13螺纹连接，在丝杠的驱动下，移动套管4通过定位销11带动高温保护管8在固定套管7内上下移动，固定套管7上的密封环6可防止高温燃气泄露，套装着绝缘陶瓷管5的电偶丝10通过高温胶9固定在高温保护管8上，随着高温保护管8上下移动，电偶丝测点对测量管道中径向位置的任意一点进行数据测量，然后通过耐高温高压密封航空插头3与通讯电缆连接，输出测量信号，对多组数据进行计算，提高了出口平均温度的测量精度和温度分布均匀性的准度。
13.在电偶丝10出现故障或断裂无法输出测量数据时，只需更换固装有电偶丝10的高温保护管8即可重新使用，降低了使用成本和维修成本。


技术特征：
1.一种移动扫描式非冷却高温热电偶，其特征在于：高温保护管（8）套装在移动套管（4）的下端并通过定位销（11）固定，绝缘陶瓷管（5）套装在电偶丝（10）上，所述电偶丝（10）穿入高温保护管（8）内部，电偶丝测点伸出高温保护管（8），通过高温胶（9）将电偶丝（10）固定在高温保护管（8）上，电偶丝（10）的另一端与耐高温高压密封航空插头（3）连接，耐高温高压密封航空插头（3）固定连接在移动套管(4)的上端，所述移动套管(4)可移动地套装在固定套管（7）中，移动套管(4)的中上部位固装电机法兰（14），电机法兰（14）上固装驱动电机（2），驱动电机（2）的输入端与控制器（1）连接，驱动电机（2）的丝杠输出端与固定套管（7）上端固装的固定法兰（13）螺纹连接，固定套管（7）上端的内部装有密封环（6），下端套装锁紧螺母（12）。

技术总结
移动扫描式非冷却高温热电偶属于温度测量领域；高温保护管套装在移动套管的下端并通过定位销固定，绝缘陶瓷管套装在电偶丝上并穿入高温保护管内部，电偶丝测点伸出高温保护管通过高温胶固定，电偶丝的另一端与移动套管上端固装的耐高温高压密封航空插头连接，移动套管可移动地套装在固定套管中，移动套管中上部位的电机法兰上固定安装驱动电机，驱动电机的输入端与控制器连接，驱动电机的丝杠输出端与固定套管上端固装的固定法兰螺纹连接，固定套管上端的内部装有密封环，下端套装锁紧螺母；本热电偶无需气冷或水冷，可在使用过程中调节测量点的位置，利用单个电偶丝测点对管道中任意位置进行测量取值，降低使用成本，提高测量精度。精度。精度。


技术研发人员：浦钧森 郝陶雪
受保护的技术使用者：哈尔滨得捷电子科技有限公司
技术研发日：2021.02.10
技术公布日：2022/3/25