一种用于油管内测温的传感器的制作方法

1.本发明涉及管道内温度检测领域，具体涉及一种用于油管内测温的传感器。


背景技术：

2.为确保石油在管道内安全运输，需在管道内关键测点处设置有监控用温度传感器，通过检测关键点的温度，确保管道安全传输石油。但目前管道内监测关键点油温的传感器采用的是进口测温传感器，国内还没有相关传感器。


技术实现要素：

3.发明目的：为弥补上述传感器的技术空缺，本发明提出了一种用于油管内测温的传感器，遵循石油管道关键点温度监测的需要，以s型、k型、n型、e型、t型或j型热电偶为温度检测元件，安全可靠的监测油管内石油的温度。
4.技术方案：一种用于油管内测温的传感器，包括多对热电偶、金属保护外管和补偿导线，多对热电偶按照关键点对测温的要求对应设置在金属保护外管内；所述金属保护外管的一端头与油管密封接口连接；热电偶检测到的电势差信号通过补偿导线送入监控系统。
5.进一步的，所述金属保护外管的另一端头采用氩弧焊进行密封。
6.进一步的，所述金属保护外管的一端通过卡套与油管密封连接。
7.进一步的，所述补偿导线采用金属屏蔽信号电缆。
8.进一步的，所述热电偶通过压合接头与补偿导线连接，实现将热电偶检测到的电势差信号通过补偿导线送入监控系统。
9.进一步的，所述金属屏蔽信号电缆由屏蔽层包裹住多根芯线构成，且在所述每根芯线外表面包覆有绝缘层；金属屏蔽信号电缆的芯线材料、芯线数量与热电偶的芯线材料、芯材数量相同；且相同芯线材料的芯线一一对应焊接。
10.进一步的，在金属保护外管的一端头采用银铜钎焊进行二次密封结构。
11.进一步的，所述热电偶为铠装热电偶。
12.有益效果：本发明以s型、k型、n型、e型、t型或j型热电偶为温度检测元件，因热电偶具有成本低、响应速度快、良好的抗电磁兼容性能等优点，使得本发明的传感器具有使用寿命长、监测信号稳定可靠、耐压能力强等优点，本发明传感器的测量温度范围可用到-20℃～1800℃。
附图说明
13.图1为本发明温度传感器的结构示意图；
14.图2为本发明铠装热电偶在管道内的布置示意图。
具体实施方式
15.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
16.如图1和图2所示，本发明的传感器由2对及以上的铠装热电偶1和一根金属保护外管2构成，该金属保护外管2为尾部密封的金属管，铠装热电偶1设置在金属保护外管2内，金属保护外管2除了尾端通过密封焊实现承压功能外，整根金属保护外管无焊接和环接，确保了传感器的完整性，该金属保护外管2的尾端即为本发明传感器的测量端。在金属保护外管2距离首端约691m处设计有一个卡套3，该卡套3与油管密封接口相匹配，通过拧紧卡套，卡套内的卡珠变形，完成卡套与油管的密封，同时完成卡套与金属保护外管的密封。该金属保护外管的首端即为本发明传感器的连线端。
17.本发明在卡套处设计有一二次密封结构4，一旦管道破裂，二次密封结构4能够保证传感器及其后端的安全性，确保油管内的油不会喷射出来造成事故。在一些实施例中，该二次密封结构4通过采用银铜钎焊实现。
18.在距离金属保护外管首端约20m处设计有一压合接头5，铠装热电偶的引线和金属屏蔽信号电缆6的引线在压合接头5处过渡连接，确保此处连接的可靠性。该压合接头5的作用是把铠装热电偶1检测到的信号通过压合接头5传递到金属屏蔽信号电缆6，再通过金属屏蔽信号电缆6传递到二次仪表及监控系统。该金属屏蔽信号电缆6作为补偿导线，其芯线材料与芯线数量与铠装热电偶1的芯线材料和芯线数量相同，并且相同芯线材料的芯线一一对应焊接在一起。通常，金属屏蔽信号电缆6的芯线材料外为绝缘材料，其作用是让芯线材料彼此隔离绝缘，绝缘材料外为金属丝编织的屏蔽层，其作用是防止电磁干扰及射频干扰，保证温度信号的准确性和可靠性。
19.适用于本发明的铠装热电偶1，可采用但不限于s型、k型、n型、e型、t型、j型电热偶中的任何一种，铠装热电偶1的芯线数量可以是1对或多对。
20.在一些实施例中，金属保护外管2可采用316l不锈钢材料或其他金属材料。
21.根据测点要求，调整好测点位置后，将铠装热电偶插入金属保护外管内，通过拉拔、热处理，依次确保测点处的热电动势不发生变化、测点相对位置没发生变化、绝缘电阻满足要求后，通过冷端制作，完成上述结构的传感器制作。
22.在上述制作过程中，对插入金属保护外管内的铠装热电偶需先依次进行拉拔、热处理、焊接、分度、绝缘检测，检测合格后，再根据关键点对测温的要求，插入金属保护外管内。
23.在上述拉拔处理过程中，金属保护外管每次变形量控制在30％左右，当金属保护外管压紧铠装热电偶后，控制5％左右的变形，完成传感器的拉拔制作。
24.在上述热处理过程中，将完成拉拔制作的传感器，在900℃条件下保持25min退火，而后检测通断和绝缘。
25.在上述制作过程中，冷端制作包括针对通断和绝缘检测合格的传感器，对该传感器的接线端采用银铜钎焊进行二次密封，通过压力试验，验证二次密封性能后，对传感器的测量端的金属保护外管采用氩弧焊进行密封，保证能够在油温油压条件下，可靠的实现功能。传感器采用压接或银铜钎焊与压合接头进行连接，确保相同芯线材料一一对应正确连接。
26.铠装热电偶接收到油温后，将电势差信号通过压合接头传递给金属屏蔽信号电缆，再传递到监控系统，铠装热电偶的测量端为绝缘型，确保铠装热电偶常温绝缘性能大于10000mω.m(测量电压100vdc)，300℃的绝缘性能大于300mω.m(测量电压100vdc)，500℃的绝缘性能大于10mω.m(测量电压100vdc)，800℃的绝缘性能大于0.1mω.m(测量电压100vdc)，1000℃的绝缘性能大于0.002mω.m(测量电压100vdc)。


技术特征：
1.一种用于油管内测温的传感器，其特征在于：包括多对热电偶、金属保护外管和补偿导线，多对热电偶按照关键点对测温的要求对应设置在金属保护外管内；所述金属保护外管的一端头与油管密封接口连接；热电偶检测到的电势差信号通过补偿导线送入监控系统。2.根据权利要求1所述的一种用于油管内测温的传感器，其特征在于：所述金属保护外管的另一端头采用氩弧焊进行密封。3.根据权利要求1所述的一种用于油管内测温的传感器，其特征在于：所述金属保护外管的一端头通过卡套与油管密封连接。4.根据权利要求1所述的一种用于油管内测温的传感器，其特征在于：所述补偿导线采用金属屏蔽信号电缆。5.根据权利要求1所述的一种用于油管内测温的传感器，其特征在于：所述热电偶通过压合接头与补偿导线连接，实现将热电偶检测到的电势差信号通过补偿导线送入监控系统。6.根据权利要求4所述的一种用于油管内测温的传感器，其特征在于：所述金属屏蔽信号电缆由屏蔽层包裹住多根芯线构成，且在所述每根芯线外表面包覆有绝缘层；金属屏蔽信号电缆的芯线材料、芯线数量与热电偶的芯线材料、芯材数量相同；且相同芯线材料的芯线一一对应焊接。7.根据权利要求1所述的一种用于油管内测温的传感器，其特征在于：在金属保护外管的一端头采用银铜钎焊进行二次密封结构。8.根据权利要求1至7任意一项所述的一种用于油管内测温的传感器，其特征在于：所述热电偶为铠装热电偶。

技术总结
本发明公开了一种用于油管内测温的传感器，包括多对热电偶、金属保护外管和补偿导线，多对热电偶按照关键点对测温的要求对应设置在金属保护外管内；所述金属保护外管的一端头与油管密封接口连接；热电偶检测到的电势差信号通过补偿导线送入监控系统。号通过补偿导线送入监控系统。号通过补偿导线送入监控系统。


技术研发人员：倪立 周洋
受保护的技术使用者：首凯汽车零部件（江苏）有限公司
技术研发日：2021.11.08
技术公布日：2022/1/21