一種快速響應測溫熱電偶的製作方法

2023-09-11 19:56:40

本發明屬於鑄造設備技術領域，尤其是涉及一種可快速響應的測溫熱電偶。

背景技術：

熱電偶是溫度測量儀表中常用的測溫元件，熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的材質導體組成閉合迴路，當兩端存在溫度梯度時，迴路中就會有電流通過，此時兩端之間就存在可測量的熱電動勢。兩種不同成份的均質導體為熱電極，溫度較高的一端為工作端，或稱測量端、熱端，溫度較低的一端為自由端，或稱參比端、冷端。根據熱電動勢與溫度的函數關係,，在自由端溫度在0℃時的條件下得到熱電偶分度表，不同的熱電偶具有不同的分度表。如果熱電偶的工作端與參比端存有溫差時，顯示儀表會指示出熱電偶產生的熱電勢所對應的溫度值。熱電偶的熱電動熱將隨著測量端溫度升高而增長，它的大小隻與熱電偶材料和兩端的溫度有關。

常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。標準熱電偶是指國家標準規定了其熱電勢與溫度的關係、允許誤差、並有統一的標準分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶主要用於某些特殊場合的測量。標準化熱電偶我國從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產，並指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我國統一設計型熱電偶。常用熱電偶型號熱電偶分度號熱電極材料使用溫度(℃)為：

S 鉑銠合金(銠含量10％)純鉑0-1600

R 鉑銠合金(銠含量13％)純鉑0-1600

B 鉑銠合金(銠含量30％)鉑銠合金(銠含量6％)0-1800

K 鎳鉻鎳矽0-1300

T 純銅銅鎳0-350

J 鐵銅鎳0-+500

N 鎳鉻矽鎳矽0-+800

E 鎳鉻銅鎳0-600。

工業測溫用的熱電偶，其基本構造包括熱電偶絲材、絕緣管、保護管和接線盒等，熱電偶絲在熱端焊接形成測溫結點，後端分別連接補償端，熱電偶絲裝於絕緣材料填充的密封套管內，測量時，套管外端通常還設有保護管，將金屬套管前段接觸被測物體，被測物體的高於金屬套管溫度時，熱量以被測物體—套管—絕緣材料(或空氣)—測溫結點的順序傳導，使測溫結點達到與被測物體相同的溫度，然後進行測量，該過程中，由於熱量經過金屬套管和絕緣材料(或空氣)需要一定的時間，尤其是絕緣材料或空氣的熱導率很低，因此造成現有的鎧裝熱電偶響應慢。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明提供了一種快速響應的測溫熱電偶。

本發明完整的技術方案包括：

一種快速響應測溫熱電偶，包括兩根成分不同的熱電偶絲，其特徵在於，所述兩根熱電偶絲在熱端通過金屬接頭連接，所述金屬接頭直接與被測目標體接觸，所述金屬接頭所用材料為紫銅、或含有Si、Fe、Al、Ni、Cr中至少一種元素的合金。

一種快速響應測溫熱電偶，包括兩根熱電偶絲，所述兩根熱電偶絲所用材料分別為NiCr合金和NiSi合金，其特徵在於，所述兩根熱電偶絲在熱端通過金屬接頭連接，所述金屬接頭直接與被測目標體接觸，所述金屬接頭所用材料為紫銅或純鎳或鎳基合金。

一種快速響應測溫熱電偶，包括兩根熱電偶絲，所述兩根熱電偶絲所用材料分別為NiCrSi合金和NiSi合金，其特徵在於，所述兩根熱電偶絲在熱端通過金屬接頭連接，所述金屬接頭直接與被測目標體接觸，所述金屬接頭所用材料為紫銅或純鎳或鎳基合金。

一種快速響應測溫熱電偶，包括兩根熱電偶絲，所述兩根熱電偶絲所用材料分別為純銅和CuNi合金，其特徵在於，所述兩根熱電偶絲在熱端通過金屬接頭連接，所述金屬接頭直接與被測目標體接觸，所述金屬接頭所用材料為紫銅或銅合金或鎳或鎳合金。

一種快速響應測溫熱電偶，包括兩根熱電偶絲，所述兩根熱電偶絲所用材料分別為鐵和CuNi合金，其特徵在於，所述兩根熱電偶絲在熱端通過金屬接頭連接，所述金屬接頭直接與被測目標體接觸，所述金屬接頭所用材料為紫銅或銅合金或鐵或鐵合金。

一種快速響應測溫熱電偶，包括兩根熱電偶絲，所述兩根熱電偶絲所用材料分別為鎳鉻和銅鎳合金，其特徵在於，所述兩根熱電偶絲在熱端通過金屬接頭連接，所述金屬接頭直接與被測目標體接觸，所述金屬接頭所用材料為紫銅或銅合金或鎳或鎳合金。

優選的，上述的熱電偶置於絕緣材料填充的套管內，所述的金屬接頭位於套管外。

優選的，金屬接頭與套管之間通過絕緣材料實現絕緣。

採用上述的熱電偶測溫的方法，將金屬接頭直接接觸被測物體，熱電偶絲後端連接補償導線或直接連接顯示裝置。

本發明相對於現有技術的優點為：熱電偶絲前段連接金屬接頭，金屬接頭直接接觸被測物體，在測溫時，金屬接頭即相當於熱電偶的熱端，熱量通過被測物體—金屬接頭的順序傳導，實現了熱電偶的快速響應，金屬接頭與除熱電偶絲之外的熱電偶部件絕緣，避免了幹擾。

附圖說明

圖1為本發明的快速響應測溫熱電偶結構示意圖。

圖中：1-套管，2-絕緣材料，3-熱電偶絲，4-絕緣墊，5-金屬接頭。

具體實施方式

以K型熱電偶為例，結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步說明。

如圖1所示，本發明公開的快速響應熱電偶，包括兩根熱電偶絲3，兩根熱電偶絲3所用材料分別為NiCr合金和NiSi合金，熱電偶絲3位於保護套管1內，套管1內填充有絕緣材料2，兩根熱電偶絲3在熱端通過金屬接頭5連接，所述金屬接頭採用紫銅或純鎳或鎳基合金製成，金屬接頭5和套管1之間有絕緣墊4，在測溫時，如對鋁合金低壓鑄造的模具進行測溫，金屬接頭5直接插入模具的測溫孔中與模具壁接觸，測溫時熱量通過模具壁直接傳導到金屬接頭，此時金屬接頭與模具壁的接觸點即相當於熱電偶的熱端或測溫結點，由此實現了熱電偶的快速響應，金屬接頭與除熱電偶絲之外的熱電偶部件絕緣，避免了幹擾。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何限制，凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬於本發明技術方案的保護範圍內。