熱電偶組件及其製造方法
2023-06-10 08:08:21
專利名稱：熱電偶組件及其製造方法
技術領域：
本發明一般地說是屬於熱電偶的範圍，更具體一點說是涉及一種熱電偶組件及其製造方法，該熱電偶組件能在使用時容易做到可靠和準確的定位。
在許多應用中例如在注射成型方法中常有必要在一特定部位測定一個金屬體的溫度。過去常用的辦法是在絕緣的金屬線上連結一個環形夾，以便用螺釘固定在金屬體的一個特定部位上。這樣做雖然對於多種應用已可解決問題，但對於某些高溫情況而其間氣體又造成腐蝕的場合，人們發現為了使細鐵線不受腐蝕的影響，密封著的金屬線必須防止破裂漏氣。
更近一些時候，如同坦姆科(Temco)電熱器公司的題為《整體加熱魚雷形裝置用的熱電偶》的小冊子中所說的，為了解決上述問題，在熱電偶上裝上了一個薄壁不鏽鋼的套管。這樣做雖可解決腐蝕和性能衰退的問題，但套管的延伸部分必須具有很小的直徑才有可撓性以便適合各種不同應用中各種不同部位的需要。如何使內有熱電偶的保護套管的前端可靠並準確地定位依然是個問題。因為不鏽鋼套管必須小而薄才有可撓性，但這樣就沒有足夠強度來承受夾緊的作用。如果該套管能被插入到金屬體的一個小孔內，它就能有效地被使用，但這並不是經常可行的。
因此本發明的一個目的就是要能提供一種至少能部分克服已有技術的缺點的熱電偶組件，在該熱電偶組件中，薄壁保護套管的前端被插入到一個金屬外殼內，然後彎曲成預定的可以固緊的形狀。
為了達到這個目的，一方面，本發明提供一種可以測定其前端附近溫度的熱電偶組件，該熱電偶組件具有一對由不同金屬製成的線穿過電絕緣材料伸入到一個薄壁的金屬套管內直到該組件前端附近的接頭上，其中作了改進的地方有套管的前部可被卡住地插入在一個前端封閉的外殼內，該外殼與被包入的套管部分被彎曲成一種適合用固緊裝置來固緊的形狀，以便在使用時將熱電偶組件的前端可予鬆開地固定在所需要的部位。
在另一方面，本發明還提供一種製造熱電偶組件的方法，該方法包括將一對由不同金屬製成的線穿過電絕緣材料伸入到一個薄壁金屬套管內直到該組件前端附近的接頭上，作了改進的地方有下列這些工序製成一個前端封閉、後端開放、具有預定長度、其內徑略大於套管外徑的空心金屬外殼，將套管的前部通過外殼開放的後端插入到外殼內，將外殼彎曲成一種適合用固緊裝置來固緊的形狀以便在使用時將熱電偶組件的前端可予鬆開地固定在所需要的部位。
本發明的其他目的和優點將在下面結合附圖進行的說明中予以敘述。
圖1-具有環形端的已有技術的熱電偶組件的透視圖;
圖2-按照本發明的一個實施例的熱電偶組件的透視圖;
圖3-圖2中的模壓過渡部的剖面圖;
圖4至圖7-根據本發明的另一個實施例，說明製造熱電偶組件的工序。
首先參閱圖1，圖中示出根據已有技術製造的熱電偶組件(10)固定在導線(16)前端的情況，在該組件的環形夾(12)上穿有圓孔(14)。正如上面業已提到過的，對於某些方面的應用，這樣的組件是有缺點的，因為在環形夾(12)和絕緣層(18)之間很難緊密地封嚴，以致潮氣和腐蝕性氣體穿透進去並腐蝕導線(16)。並且在高溫應用的情況下，絕緣層(18)會熔化或性能衰退，並使導線(16)短路。
圖2所示為根據本發明製造的改進的熱電偶組件(20)。一對由不同金屬例如鐵和康銅(銅鎳合金)製成的導線(22，24)在模壓過渡部(26)內與相應的不同金屬的熱電偶線(28，30)連結。這些金屬線(28，30)穿過一個薄壁金屬套管(34)內的電絕緣質例如壓緊的氧化鎂粉(32)一直引到套管前端(36)附近的接頭(圖中未示出)上，構成J型熱電偶。當然採用其它金屬也可製成其他型的熱電偶。在所示的較優的實施例中，套管(34)是由不鏽鋼製成的，以便作經久的保護，不使受到腐蝕。
在本發明的這種實施例中，導線(22，24)分別被包在卡普頓(KAPTON，聚醯亞胺的一種商業名稱)絕緣層(38，40)內，然後被包裹在卡普頓絕緣層(42)內。如圖3所示，導線(22，24)分別與相應的熱電偶線(28，30)焊在一起，然後一起被模壓在一個電絕緣的熱固性塑料複合物(44)內，構成模壓過渡部(26)。
套管(34)的前部(46)被插入在一個具有封頭(50)的外殼(48)內。外殼(48)與被包進去的套管(34)前部(46)被彎曲形成一個圓孔(52)，以便穿入連接螺釘(54)而把它固定在需要監控溫度的金屬體(圖中未示出)的有關部位上。外殼(48)有足夠強度能維持圓孔的形狀，將套管(34)和外殼(48)一起彎曲能使套管(34)牢固地被卡住在外殼(48)內一定的位置上。在所示的較優的實施例中，外殼是由耐腐蝕的鎳合金製成的，但其它合適的材料也是可以用的。另外本實施例所示是將外殼(48)和套管的前部(46)彎曲成圓孔，以便插入螺釘(54)，但它們也可彎曲成其他適宜使用夾持螺栓或夾子的形狀，以便將熱電偶組件(20)的前端(56)固定在需要的部位並使套管(34)保持在外殼(48)內。導線(22，24)根據應用情況可引到慣用的溫度控制器或其他監控器(圖中未示出)上。
接下來參閱圖4至圖7，以便敘述製造上述熱電偶組件所需的工序。由合適的材料例如鎳合金製成的空心細長套筒或外殼(48)具有預定的長度和比保護套管(34)的外徑略大的內徑。外殼(48)的前端(50)被焊成封閉狀的，而其後端(58)卻是開放的。
然後將套管(34)的前部(46)通過外殼(48)後端的開口插入到外殼內如圖6所示的位置，使套管(34)的前端(36)抵緊在外殼(48)的封頭(50)上並充分填滿外殼(48)。接下來外殼(48)與被包在其內的套管(34)被彎曲形成一個圓孔(52)以便插入螺釘(54)，該螺釘並可使套管(34)牢固地被卡住在外套(48)內。在本實施例中外殼(48)的全部都被插入套管，但在其他實施例中也可只有部分被插入套管，這要視形狀和應用情況來決定。
這裡所說的熱電偶組件及其製造方法是對較優的實施例而言，但不可從狹義來理解。對那些在本行業方面熟練的人是很容易作出變型和改良型的。例如外殼(48)可被製成各種長度並被彎成不同形狀，以便能準確地固定在所需的部位上。關於本發明的保護範圍可以參閱所附的權利要求書。
權利要求
1.一種熱電偶組件，可以測定其前端附近的溫度，它具有一對由不同金屬製成的線穿過電絕緣材料伸入到一個薄壁的金屬套管內直到該組件前端附近的接頭上，其特徵在於，套管的前部可被卡住地插入一個帶有封頭的外殼內，該外殼與被包入的套管部分被彎曲成一種適合用固緊裝置來固緊的形狀，以便在使用時將熱電偶組件的前端可予鬆開地固定在所需要的部位。
2.根據權利要求1的熱電偶組件，其特徵是，套管的前部和外殼被彎曲形成一個孔，以便穿過它插入一個連接螺釘。
3.根據權利要求2的熱電偶組件，其特徵是，套管是由不鏽鋼製成的。
4.根據權利要求3的熱電偶組件，其特徵是，外殼是由鎳合金製成的。
5.根據權利要求4的熱電偶組件，其特徵是，熱電偶的每一根線被連接到包著絕緣材料的導線上，導線又連接到慣用的監控器上。
6.根據權利要求5的熱電偶組件，其特徵是，導線是分別由鐵和康銅製成的。
7.一種熱電偶組件的製造方法，包括將一對由不同金屬製成的線穿過電絕緣材料伸入到一個薄壁金屬套管內直到該組件前端附近的接頭上，特徵在於，(a)製成一個前端封閉、後端開放、具有預定長度、其內徑略大於套管外徑的空心金屬外殼;(b)將套管的前部通過外殼開放的後端插入到外殼內;(c)將外殼彎曲成一種適合用固緊裝置來固緊的形狀以便在使用時將熱電偶組件的前端可予鬆開地固定在所需的部位。
8.根據權利要求7的熱電偶組件的製造方法，其特徵是，將套管的前部插入到外殼內一直到充分填滿外殼為止。
9.根據權利要求8的熱電偶組件的製造方法，其特徵是，將外殼和套管彎曲形成一個孔，以便在其中穿入連接螺釘。
10.根據權利要求9的熱電偶組件的製造方法，其特徵是，外殼是由鎳合金製成的。
全文摘要
一種熱電偶組件及其製造方法。其中，有一對由不同金屬製成的線穿過電絕緣材料伸入到一個薄壁撓性的不鏽鋼套管內。含有該兩線的套管的前部被緊密地插入到一個鎳合金的外殼內，然後一起被彎曲形成一個圓孔，穿入螺釘以便將熱電偶組件的前端準確地固定在需要的部位上。外殼有足夠強度能維持圓孔的形狀，將套管和外殼一起彎曲能使套管牢固地卡住在外殼內。
文檔編號G01K7/04GK1043041SQ8910861
公開日1990年6月13日 申請日期1989年11月20日 優先權日1988年11月21日
發明者哈拉爾德·漢斯·施密特 申請人:標準模具有限公司