專利名稱：鍍膜式兩維表面溫度探針的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種用于表面溫度測量特別是內(nèi)表面溫度測量的兩維表面溫度探針，屬于熱工測量與儀表技術(shù)領(lǐng)域。
表面溫度測量是工程上大量存在的問題，例如冷、熱流體(液體、氣體、氣液和氣固混和物等)流過的管道，氣缸和容器，以及各種加熱表面都需要測量壁溫度，特別是內(nèi)表面溫度。目前測量表面溫度通常采用兩種方法，一是開槽法，即在表面上銑一小槽，埋入熱電偶，再用填料填平，這種方法不僅破壞了壁面結(jié)構(gòu)，而且由于熱電偶結(jié)點不在表面上，從而引起較大的測溫誤差，工程上使用也不方便；第二種方法是利用焊接技術(shù)將熱電偶直接焊接在表面上或用機(jī)械方式貼緊在表面上，但該方法使用麻煩，且接點容易脫落，熱電偶結(jié)點與引線會引起流場的干擾，帶來較大的誤差。國外生產(chǎn)的二維表面熱電偶雖然很靈敏，但由于對端面未進(jìn)行處理，因而結(jié)點不能保持良好的持久接觸，只適用于實驗室，在工程使用中會經(jīng)常失效，且不易修復(fù)，特別是不適用于流體中含有固體顆粒的場合。
本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種適用于各種流體場合，對流場無任何破壞可長期使用的高精度表面溫度測量探針。
本實用新型采用組裝式方案構(gòu)成兩維表面溫度探針，由熱電偶、絕緣片、壓片和探針管組成，其特點在于熱電偶兩極分別加工成很薄的薄膜(1)，用絕緣片(2)隔開后，再同壓片(3)一起裝入預(yù)制的溫度探針管(4)中，然后在包含薄膜(1)的探針端面鍍上與被測壁面材料相間的金屬涂層(5)，以形成兩維熱電偶結(jié)點。探針端面可加工成與壁面有相同的曲率，熱電偶引線從探針管(4)的尾部引出，壓片和探針管材料也與被測壁面材料相同，組裝好的表面溫度探針可用機(jī)械方法裝入被測壁面，與被測壁面如同構(gòu)成一體。
本實用新型由于采用很薄的薄膜為測量元件，對壁面的破壞極小，故對壁內(nèi)的溫度場干擾可忽略。由于薄膜式結(jié)點的熱慣性小、靈敏度高，它可反映瞬態(tài)溫度的劇烈變化，動態(tài)響應(yīng)時間不超過5毫秒，探針的輸出訊號即可反映被測表面的瞬態(tài)真實溫度，探針測溫基本誤差在300℃以下，為±0.4℃，大于300℃為±1℃。它不僅具有測量溫度范圍寬(4.2～1273k)、壓力范圍大、可靠性高、可長期安全使用等優(yōu)點，而且可以形成各種系列產(chǎn)品，與管道、容器直接組裝。鍍膜后使熱電偶結(jié)點的強(qiáng)度高，所以特別適用于有固體顆粒、液滴等對壁面沖擊的場合。除了主要用于內(nèi)壁溫度測量外，該類熱電偶也可以用來測量外壁面溫度及流體溫度。
附圖
是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
本實用新型可采取如下方案實施將兩個熱電偶絲端部碾壓成一定厚度、寬度和長度的薄膜(1)，其厚度范圍為0.01～0.03mm例如0.025mm×5mm×15mm，可選用優(yōu)質(zhì)云母片作為絕緣片(2)，將兩個熱電偶薄膜隔開，云母片厚度可以為0.01mm，壓片(3)可做成半圓錐形，按附圖所示嵌入探針管(4)中，探針管外徑可取6mm，熱電偶與壓片之間也采用同樣厚度的材料絕緣，探針管的長度根據(jù)實際需要決定。壓片嵌入后，端部可加工成與被測壁面具有相同的曲率，然后利用真空鍍膜技術(shù)，在端部鍍上厚度為2～5微米的金屬涂層(5)，形成兩維熱電偶結(jié)點。使用時，可采用各種機(jī)械方法裝入被測壁面，外側(cè)密封固定，使探針端面與被測表面完全一致，以實現(xiàn)內(nèi)表面溫度的準(zhǔn)確測量，也可以由工廠直接生產(chǎn)各種規(guī)格的裝有這種測溫探針的標(biāo)準(zhǔn)管接件，與管道連接使用。當(dāng)直接插入流體中時，也可以用來測量流體的溫度。
權(quán)利要求1.一種用于測量表面溫度的兩維表面溫度探針，由熱電偶、絕緣片、壓片和探針管組成，其特征在于熱電偶兩極分別加工成很薄的薄膜(1)，用絕緣片(2)隔開后，再同壓片(3)一起裝入預(yù)制的溫度探針管(4)中，然后在包含薄膜(1)的探針端面鍍上與被測壁面材料相同的金屬涂層(5)，形成兩維熱電偶結(jié)點，熱電偶引線從探針管(4)的尾部引出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩維表面溫度探針，其特征在于探針端面可加工成與被測壁面有相同的曲率，壓片和探針管的材料采用與被測壁面相同的材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩維表面溫度探針，其特征在于組裝好的表面溫度探針可用機(jī)械方法裝入被測壁面，與被測壁面如同構(gòu)成一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的兩維表面溫度探針，其特征在于薄膜(1)的厚度范圍為0.01～0.03mm，絕緣片(2)可采用厚度為0.01mm的優(yōu)質(zhì)云母片，壓片(3)可做成半圓錐形，探針管(4)的外徑可為6mm，金屬涂層(5)的厚度為2～5微米。
專利摘要鍍膜式兩維表面溫度探針是一種用于測量表面溫度的探針，由熱電偶、絕緣片、壓片和探針管組裝而成，其特點在于熱電偶兩極分別加工成薄膜，用絕緣片隔開后再在端部鍍上金屬涂層，形成兩維熱電偶結(jié)點。組裝好的探針可用機(jī)械方法裝入被測壁面，對壁內(nèi)溫度場干擾極小，測量靈敏度高，動態(tài)響應(yīng)時間短，測量溫度范圍寬，可長期安全使用，特別適用于有固體顆粒，液滴等對壁面沖擊的場合。
文檔編號G01K7/02GK2044067SQ8821948
公開日1989年9月6日 申請日期1988年12月14日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月14日
發(fā)明者施明恒, 白天池 申請人:東南大學(xué)