專利名稱：一種高壓密封連續(xù)測溫光電傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種傳感器，特別是涉及一種高壓密封連續(xù)測溫光電傳感器°背景技術在鋼鐵、化工、熱工等工業(yè)領域的設備中，具有大量高溫、高壓密封爐體 和管道，傳統(tǒng)的測溫方法是使用鉑銠熱電偶來測溫，這種方法的優(yōu)點是測量精 度高、性能穩(wěn)定；缺點是價格昂貴、使用壽命短、維修成本高。近幾年來，為 了降低測量成本，用紅外輻射和輻射光電測量方法來代替鉑銠電偶，其優(yōu)點是 延長了使用壽命，但隨之產(chǎn)生的缺點是需要根據(jù)被測物熱發(fā)射率的不同對儀表 進行調(diào)整，另外，光輻射通道內(nèi)的粉塵、水氣等干擾、降低了測量的準確度， 再有，由于傳感器物鏡表面結露和落塵，需要經(jīng)常擦拭鏡片，既增加了維護工 作量，又增加了不安全因素。發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種既具有鉑銠熱電偶測 溫的準確性，又具有光電測溫的低成本性，且無需根據(jù)發(fā)射率的不同而進行調(diào) 整并免于擦拭鏡片的高壓密封連續(xù)測溫光電傳感器。本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的一種高壓密封連續(xù)光電測溫傳感器，由感溫管部件、連接在感溫管部件上 的高壓密封件以及連接在高壓密封件上的光電轉換器三部分組成。上述的感溫管部件包括安裝管，其內(nèi)壁的一部分向內(nèi)延伸形成有環(huán)形凸 臺；插入安裝管內(nèi)的感溫管，其一端為盲端， 一端為開口端，所述的開口端與 所述凸臺鄰接；填充在感溫管與安裝管之間的縫隙中的粘合密封填料以及連接 感溫管和安裝管的鎖緊螺栓。上述的鎖緊螺栓套在所述的感溫管上且與感溫管為滑動配合，鎖緊螺栓的外周面與安裝管的內(nèi)周面通過螺紋連接，在鎖緊螺栓的外端形成有安裝用的螺 栓頭，在安裝管的遠離鎖緊螺栓的一端形成有與高壓密封件連接用的外螺紋。上述的高壓密封件包括與所述的感溫管部件通過螺紋連接的高壓密封管 安裝管，在連接處的高壓密封管安裝管上安裝有安裝法蘭；連接所述的光電轉 換器的高壓密封管，在高壓密封管靠近光電轉換器的一端由管內(nèi)壁向內(nèi)延伸形 成有環(huán)形的第l凸臺，在靠近第l凸臺外側處，由第1凸臺內(nèi)壁向內(nèi)延伸形成 有環(huán)形的第2凸臺，由第2凸臺的內(nèi)側沿軸向向外延伸形成有延伸部，在高壓 密封管的內(nèi)壁上形成有螺紋；安裝在第1凸臺內(nèi)的高壓密封窗鏡片；鄰接第1 凸臺、與高壓密封管內(nèi)壁通過螺紋連接的壓緊螺栓；以及連接所述的高壓密封 管和高壓密封管安裝管的鎖緊件，在所述的高壓密封窗鏡片和壓緊螺栓之間以 及第2凸臺和高壓密封窗鏡片之間設置有密封墊，所述的延伸部與光電轉換器 通過螺紋連接。在上述的高壓密封管和高壓密封管安裝管的連接端的外周面上分別形成有 突出部，所述的鎖緊件套裝在兩個突出部上，鎖緊件的一端向內(nèi)延伸形成有與 高壓密封管安裝管上的突出部相嚙合的凸臺，另一端通過螺紋與高壓密封管上 的突出部連接，在高壓密封管和高壓密封管安裝管之間設置有密封墊。上述的光電轉換器包括:與高壓密封件通過螺紋連接的套管，在其內(nèi)部中 間位置處由內(nèi)壁向內(nèi)延伸形成有環(huán)形凸臺；安裝在凸臺一側的安裝套管，其與 凸臺鄰接的一端由內(nèi)壁向內(nèi)延伸形成有環(huán)形突出部；自凸臺一側依次安裝在安 裝套管內(nèi)的光欄、硅光電池和緊固件以及依次安裝在凸臺另一側的光學透鏡、 眼圈和緊固件，所述的硅光電池與熱穩(wěn)定補償網(wǎng)絡連接。在連接高壓密封件的套管一端的內(nèi)壁上以及所述的安裝套管的內(nèi)壁上分別 形成有內(nèi)螺紋，所述的緊固件為帶有外螺紋的螺母，其與所述的套管、安裝套 管分別通過螺紋連接。上述的安裝套管與所述的套管為滑動配合，在套管上與安裝套管相對應的 位置處設置有螺孔，所述的安裝套管通過緊固件加以固定。本實用新型的高壓密封連續(xù)光電測溫傳感器測溫準確性高、成本相對較低、 使用壽命較長。另外，由于無需根據(jù)被測物發(fā)射率的不同而進行調(diào)整且無需擦 拭傳感器的光學透鏡，因此使用方便、減少了維護的工作量。


1. 圖l為本實用新型的高壓密封連續(xù)光電測溫傳感器示意圖；2. 圖2為本實用新型的高壓密封連續(xù)光電測溫傳感器總裝示意圖;3. 圖3為本實用新型中的感溫管部件的結構示意圖；4. 圖4為本實用新型中的高壓密封部件的結構示意圖；5. 圖5為本實用新型中的光電轉換器的結構示意圖；6. 圖6為本實用新型的傳感器中的光電轉換器輻射測溫原理圖；7. 圖7為本實用新型的光電測溫傳感器的原理示意圖；其中io.光電轉換器ll.光學透鏡12.光欄13.硅光電池14.熱穩(wěn)定補償網(wǎng)絡15.套管16a、 16b.緊固件17.螺孔18.安裝套管19.服圈20.感溫管部件21.感溫管22.安裝管23.鎖緊螺栓24.粘合密封填料30.高壓密封件31.高壓密封管32.高壓密封管安裝管33.鎖緊件高壓密封窗鏡片35.密封墊36.壓緊螺栓37.安裝法蘭40.耙面具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的高壓密封連續(xù)光電測溫傳感器的結構進行具 體說明。如圖1和圖2所示，本實用新型的高壓密封連續(xù)光電測溫傳感器主要包括光電轉換器IO、感溫管部件20和高壓密封件30。用于測溫時，將感溫管部件 20由熱風爐或熱風管道上預留的測溫孔插入，利用安裝法蘭與測溫孔上預留的 固定法蘭加密封墊緊固安裝，可實現(xiàn)對熱風爐或熱風管道內(nèi)腔的連續(xù)測溫。如圖3所示，上述的感溫管部件20包括安裝管22，其內(nèi)壁的一部分向 內(nèi)延伸形成有環(huán)形凸臺22a;插入安裝管22內(nèi)的感溫管21，其一端為盲端，一 端為開口端，所述的開口端與所述凸臺22a鄰接；填充在感溫管21與安裝管22之間的縫隙中的粘合密封填料24以及連接感溫管21和安裝管22的鎖緊螺 栓23。上述的鎖緊螺栓23套在所述的感溫管21上目-與感溫管21為滑動配合，鎖 緊螺栓23的外周面與安裝管22的內(nèi)周面通過螺紋連接，在鎖緊螺栓23的外端 形成有安裝用的螺栓頭23a，在安裝管22遠離鎖緊螺栓23的一端形成有與高 壓密封件連接用的外螺紋。感溫管21由耐高溫、抗腐蝕、高強度的管材制成，其材質為剛玉、氧化鋯、 硅碳、鋁碳、金屬陶瓷或高溫不銹鋼。粘合密封填料24優(yōu)選采用由剛玉粉、氧化鋅和水玻璃制成的混合填料。上述的高壓密封件30的結構如圖4所示，包括與感溫管部件20通過螺 紋連接的高壓密封管安裝管32，在連接處的高壓密封管安裝管上安裝有安裝法 蘭37;連接光電轉換器10的高壓密封管31，在高壓密封管31靠近光電轉換器 10的一端由管內(nèi)壁向內(nèi)延伸形成有環(huán)形的第1凸臺31a，在靠近第1凸臺31a 的外側處，由第l凸臺31a的內(nèi)壁向內(nèi)延伸形成有環(huán)形的第2凸臺31b，由第2 凸臺31h的內(nèi)側沿軸向向外延伸形成有延伸部31c，在高壓密封管31的內(nèi)壁上 形成有螺紋；安裝在第1凸臺31a內(nèi)的高壓密封窗鏡片34;鄰接第1凸臺31a、 與高壓密封管31的內(nèi)壁通過螺紋連接的壓緊螺栓36;以及連接高壓密封管31 和高壓密封管安裝管32的鎖緊件33，在高壓密封窗鏡片34和壓緊螺栓36之 間以及第2凸臺31b和高壓密封窗鏡片34之間分別設置有密封墊35，所述的 延伸部31c與光電轉換器10通過螺紋連接。在上述的高壓密封管31和高壓密封管安裝管32的連接端的外周面上分別 形成有突出部31d和32a，所述的鎖緊件33套裝在兩個突出部上，鎖緊件33 的一端向內(nèi)延伸形成有與高壓密封管安裝管上的突出部相嚙合的凸臺，另一端 通過螺紋與高壓密封管31上的突出部連接，在高壓密封管31和高壓密封管安 裝管32之間設置有密封墊35。上述的密封墊35由石棉或聚四氟乙烯制成；高壓密封窗鏡片34為普通光 學鏡片。下面參見圖5。本實用新型中的光電轉換器10包括與高壓密封件30通 過螺紋連接的套管15，在其內(nèi)部中間位置處由內(nèi)壁向內(nèi)延伸形成有環(huán)形凸臺15a;安裝在凸臺15a—側的安裝套管18，其與凸臺15a鄰接的一端由內(nèi)壁向 內(nèi)延伸形成有環(huán)形突出部18a;自凸臺15a—側依次安裝在安裝套管18內(nèi)的光 欄12、硅光電池13和緊固件16a以及依次安裝在凸臺另一側的光學透鏡11、 眼圈19和緊固件16b，所述的硅光電池13與熱穩(wěn)定補償網(wǎng)絡14連接。熱穩(wěn)定 補償網(wǎng)絡14為電阻補償網(wǎng)絡。在連接高壓密封件30的套管15 —端的內(nèi)壁上以及所述的安裝套管18的內(nèi) 壁上分別形成有內(nèi)螺紋，所述的緊固件16a、 16b為帶有外螺紋的螺母，其與所 述的套管、安裝套管分別通過螺紋連接。上述的安裝套管18與所述的套管15為滑動配合，在套管15上與安裝套管 18相對應的位置處設置有螺孔17，所述的安裝套管18通過緊固件加以固定。光電轉換器輻射測溫原理如圖6所示。光學透鏡11為平凸光學透鏡，其作 為光電轉換器的物鏡；光欄12對被測物體的表面即靶面40進行限制；靶面40 的輻射光經(jīng)光學透鏡11和光欄12后由硅光電池13轉換成硅光電池的電流輸 出；硅光電池13輸出的電流經(jīng)熱穩(wěn)定補償網(wǎng)絡14轉換成電壓U。并輸出。下面參見圖7對本實用新型的傳感器的測溫原理進行說明。根據(jù)斯蒂芬-玻爾茲曼定律物體熱輻射強度E二e S。T4其中E—熱輻射強度S 。一黑體發(fā)射率e —普通物體黑度系數(shù) T一物體絕對溫度由于光電流與入射光26的強度成正比，根據(jù)熱輻射強度E與物體的絕對溫 度T的關系，可容易地通過對電壓U。信號的測量來間接測量感溫管盲端25的內(nèi) 表面的溫度，即被測介質的溫度。本實用新型的傳感器經(jīng)調(diào)試校準及壓力試驗后即可投入使用。使用時，將 傳感器的感溫管盲端(感溫端)經(jīng)熱風爐或熱風管道測溫孔插入爐體或管道內(nèi)， 接觸被測溫介質，感溫管盲端被加熱到介質同溫度，感溫管盲端內(nèi)表面發(fā)出的 熱輻射光經(jīng)高壓密封窗口透鏡，再經(jīng)光電轉換器物鏡、光欄輻射至硅光電池采光面，然后轉換成電壓U。信號并輸出，經(jīng)顯示儀表處理后顯示出被測物的溫度。 由于本實用新型的傳感器的三個組成部件之間通過螺紋連接，所以，在分 別組裝各部件之后可以方便地組裝成成品傳感器。另外，在感溫管損壞后可以 方便地進行更換，從而降低了維修成本。
權利要求1.一種高壓密封連續(xù)光電測溫傳感器，其特征在于由感溫管部件、連接在感溫管部件上的高壓密封件以及連接在高壓密封件上的光電轉換器三部分組成。
2. 根據(jù)權利要求1所述的高壓密封連續(xù)光電測溫傳感器，其特征在于所 述的感溫管部件包括安裝管，其內(nèi)壁的一部分向內(nèi)延伸形成有環(huán)形凸臺； 插入安裝管內(nèi)的感溫管，其一端為盲端， 一端為開口端，所述的開口端與所 述凸臺鄰接；填充在感溫管與安裝管之間的縫隙中的粘合密封填料以及連接感溫管和安裝管的鎖緊螺栓。
3. 根據(jù)權利要求2所述的高壓密封連續(xù)光電測溫傳感器，其特征在于所 述的鎖緊螺栓套在所述的感溫管上且與感溫管為滑動配合，鎖緊螺栓的外周 面與安裝管的內(nèi)周面通過螺紋連接，在鎖緊螺栓的外端形成有安裝用的螺栓 頭，在安裝管的遠離鎖緊螺栓的一端形成有與高壓密封件連接用的外螺紋。
4. 根據(jù)權利要求1所述的高壓密封連續(xù)光電測溫傳感器，其特征在于所述的高壓密封件包括與所述的感溫管部件通過螺紋連接的高壓密封管安裝 管，在連接處的高壓密封管安裝管上安裝有安裝法蘭；連接所述的光電轉換 器的高壓密封管，在高壓密封管靠近光電轉換器的一端由管內(nèi)壁向內(nèi)延伸形 成有環(huán)形的第1凸臺，在靠近第1凸臺外側處，由第1凸臺內(nèi)壁向內(nèi)延伸形 成有環(huán)形的第2凸臺，由第2凸臺的內(nèi)側沿軸向向外延伸形成有延伸部，在 高壓密封管的內(nèi)壁上形成有螺紋；安裝在第1凸臺內(nèi)的高壓密封窗鏡片；鄰 接第1凸臺、與高壓密封管內(nèi)壁通過螺紋連接的壓緊螺栓；以及連接所述的 高壓密封管和高壓密封管安裝管的鎖緊件，在所述的高壓密封窗鏡片和壓緊 螺栓之間以及第2凸臺和高壓密封窗鏡片之間設置有密封墊，所述的延伸部與光電轉換器通過螺紋連接。
5. 根據(jù)權利要求4所述的高壓密封連續(xù)光電測溫傳感器，其特征在于在所述的高壓密封管和高壓密封管安裝管的連接端的外周面上分別形成有突 出部，所述的鎖緊件套裝在兩個突出部上，鎖緊件的一端向內(nèi)延伸形成有與 高壓密封管安裝管上的突出部相嚙合的凸臺，另一端通過螺紋與高壓密封管 上的突出部連接，在高壓密封管和高壓密封管安裝管之間設置有密封墊。
6. 根據(jù)權利要求1所述的高壓密封連續(xù)光電測溫傳感器，其特征在于所 述的光電轉換器包括與高壓密封件通過螺紋連接的套管，在其內(nèi)部中間位 置處由內(nèi)壁向內(nèi)延伸形成有環(huán)形的凸臺；安裝在凸臺一側的安裝套管，其與凸臺鄰接的一端由內(nèi)壁向內(nèi)延伸形成有環(huán)形突出部；自凸臺一側依次安裝在 安裝套管內(nèi)的光欄、硅光電池和緊固件以及依次安裝在凸臺另一側的光學透 鏡、眼圈和緊固件，所述的硅光電池與熱穩(wěn)定補償網(wǎng)絡連接。
7. 根據(jù)權利要求6所述的高壓密封連續(xù)光電測溫傳感器，其特征在于 在所述的安裝套管的內(nèi)壁上形成有內(nèi)螺紋，所述的緊固件為帶有外螺紋的螺 母，其與所述的套管、安裝套管分別通過螺紋連接。
8. 根據(jù)權利要求7所述的高壓密封連續(xù)光電測溫傳感器，其特征在于在所述的安裝套管與所述的套管為滑動配合，在套管上與安裝套管相對應的 位置處設置有螺孔，所述的安裝套管通過緊固件加以固定。
專利摘要本實用新型公開了一種高壓密封連續(xù)光電測溫傳感器，由感溫管部件、連接在感溫管部件上的高壓密封件以及連接在高壓密封件上的光電轉換器三部分組成，各部分之間通過螺紋連接。本實用新型的傳感器測溫準確性高、成本相對較低、使用壽命較長；另外，由于無需根據(jù)被測物發(fā)射率的不同而進行調(diào)整且無需擦拭傳感器的光學透鏡，因此使用方便、減少了維護的工作量。
文檔編號G01J5/28GK201107117SQ200720097360
公開日2008年8月27日 申請日期2007年9月7日 優(yōu)先權日2007年9月7日
發(fā)明者田曉清 申請人:天津市鑫仁科技有限公司