貫穿式表面熱電偶的製作方法
2023-05-26 20:54:36 3
專利名稱：貫穿式表面熱電偶的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於傳感器技術領域，更進一步涉及一種敏感元件可移動的貫穿式表面熱電偶。
發動機氣缸及其它熱力容器內近固體壁面的流體溫度隨著距壁面距離的不同有著很大的變化，從而影響到流體與壁面的傳熱量及缸體或容器的熱負荷。通過測量近壁面的不同流層的流體溫度，可以達到檢測流體與固體壁面傳熱量的目的。發動機缸內近壁面邊界層內溫度測量相當困難，這方面報導寥寥無幾，僅有的資料表明，以往的測量均採用以喇曼散射技術為基礎的光學方法，此種方法的缺點是它不僅需要較為複雜的光學系統，而且，應用於發動機缸內近壁面邊界層內的溫度測量時還存在著兩方面的問題，一方面是因為其只有透明火焰光束才能穿過，所以僅能夠測量透明火焰的汽油發動機缸內近壁面邊界層內的溫度，而不能用於非透明火焰的柴油機發動機缸內近壁面邊界層內的溫度測量；另一方面，因為在發動機缸內的火力側，壁面上不同位置的近壁面邊界層內的溫度是變化的，而它只能測量整體壁面的平均值，不能測量壁面上局部位置的近壁面邊界層內的溫度。
本實用新型的目的在於提供一種能貫穿發動機缸蓋，敏感元件可伸入發動機缸內且可沿缸蓋火力側壁面垂直方向微動的表面熱電偶，它可對缸內近壁面不同流層的溫度進行測量，從而獲得熱邊界層的溫度，具有設計思路新穎、結構簡單、使用方便、測量準確率高的特點。
為達到上述目的，本實用新型的解決方案是它包括敏感元件、杆體和微調器，敏感元件由基體和表面熱電偶組成，通過杆體將敏感元件和微調器連接在一起，從而通過旋轉微調器可使敏感元件沿傳感器軸線方向移動，採集到不同流層的溫度值。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的描述。
圖1為本實用新型整體結構示意圖。
圖2為本實用新型敏感元件1的內部結構剖視圖。
圖3為本實用新型杆體2的內部結構剖視圖。
圖4為本實用新型微調器內部3結構剖視圖。
參見圖1，本實用新型包括一敏感元件1、杆體2和微調器3。敏感元件1的上端與杆體2的下端連接，敏感元件1上布置有兩根相互絕緣的熱電偶絲7，熱電偶絲7穿過杆體2與微調器3從中心孔引出，杆體2的上部穿過微調器3通過螺紋和突緣與微調器3上的微調器蓋10連接。
參見圖2，本實用新型的敏感元件1是在非金屬絕熱材料圓柱體基體5中布置兩根熱偶絲7，兩根熱偶絲7的下端面與基體5的下端面平齊，兩根熱偶絲7與基體5通過非金屬絕熱填料6固裝在一起，在基體5的下端面上有用陰極賤射將兩跟偶絲7連通的金屬膜層4。
參見圖3，本實用新型的杆體2為一空心金屬材料圓杆，其上部加工有圓柱體突臺和螺紋，與微調器3聯接。
參見圖4，本實用新型的微調器3是在一金屬材料空心圓柱體固定標尺8內壁止加工有螺紋，與杆體2的上部螺紋配合，固定標尺8的下部加工有突臺和螺紋，供使用時安裝在發動機上，活動標尺9與固定標尺8套裝在一起，其間的配合為間隙配合。活動標尺9的上部通過螺紋與微調器蓋10聯結，並夾緊杆體2上端的聯結突緣，使活動標尺9和杆體2及微調器蓋緊固在一起。
本實用新型貫穿式表面熱電偶的工作過程為將本實用新型從發動機氣缸蓋外部插入缸蓋，使其敏感元件1進入發動機缸內近壁流體層內，然後，將兩根偶絲7經補償導線接到數據採集儀的輸入端。發動機運行時，缸內熱流體與該貫穿式表面熱電偶敏感元件1中的膜層4接觸，進行熱量交換，由於膜層4很薄，響應很快，膜層4溫度瞬間變化，在熱電效應和接觸效應的作用下，熱電偶迴路中便產生一個電壓信號，該電壓信號利用二次儀表的數據採集儀採集和顯示。旋轉微調器3的活動標尺9調整敏感元件膜層4的位置，使敏感元件1沿傳感器軸線方向移動，便可以採集到不同流層的溫度值。
權利要求1.一種貫穿式表面熱電偶，包括一敏感元件(1)，其特徵在於，敏感元件(1)的上端與杆體(2)的下端連接，敏感元件(1)上布置有兩根相互絕緣的熱電偶絲(7)，熱電偶絲(7)穿過杆體(2)和微調器(3)從中心孔引出，杆體(2)的上部穿過微調器(3)通過螺紋和突緣與微調器(3)上的微調器蓋(10)連接。
2.根據權利要求1所述的貫穿式表面熱電偶，其特徵在於，敏感元件(1)包括一非金屬絕熱材料圓柱體基體(5)，基體(5)中布置兩根熱偶絲(7)，兩根熱偶絲(7)的下端面與基體(5)的下端面平齊，兩根熱偶絲(7)與基體(5)通過非金屬絕熱填料(6)固裝在一起，在基體(5)的下端面上用陰極濺射形成有將兩根偶絲(7)連通的金屬膜層(4)。
3.根據權利要求1所述的貫穿式表面熱電偶，其特徵在於，杆體(2)為一空心金屬材料圓杆，其上部加工有圓柱體突臺和螺紋。
4.根據權利要求1所述的貫穿式表面熱電偶，其特徵在於，微調器(3)包括一固定標尺(8)，固定標尺(8)內壁上加工有螺紋，固定標尺(8)的下部加工有突臺和螺紋，活動標尺(9)與固定標尺(8)套裝在一起，活動標尺(9)的上部通過螺紋與微調器蓋(10)聯結，並夾緊杆體(2)上端的聯結突緣，使活動標尺(9)和杆體(2)及微調器蓋緊固在一起。
專利摘要一種敏感元件可移動的貫穿式表面熱電偶,它包括敏感元件、杆體和微調器。敏感元件由基體和表面熱電偶組成,通過杆體將敏感元件和微調器連接在一起,從而通過微調器使敏感元件沿傳感器軸線方向移動,達到測量流體不同流層溫度的目的,具有設計新穎、結構簡單、使用方便的特點,可適用於汽油發動機和柴油機的缸內近壁面邊界層內的溫度測量。
文檔編號G01K7/02GK2492845SQ0121294
公開日2002年5月22日 申請日期2001年1月16日 優先權日2001年1月16日
發明者劉明安, 潘克煜 申請人:西安交通大學