鎧裝熱電偶材料的製作方法

2023-05-18 13:07:51 2

專利名稱：鎧裝熱電偶材料的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及測溫熱電偶用的一種鎧裝熱電偶材料。
上海科學技術出版杜1988年10月第一版出版的《常用電工材料》第1165頁介紹了鎧裝熱電偶材料的結構，這種鎧裝熱電偶材料，其熱電偶的單極絲之間用氧化鎂填料絕緣，裝入金屬套管內，經拉拔縮徑製成堅實的組合件。根據使用要求，這種組合件的外徑為φ8至φ0.25mm，長度可達幾十米，可自由彎曲，製成的鎧裝熱電偶，不受介質侵蝕，耐壓高，耐衝擊，耐振動，感溫靈敏，能安裝到複雜的測溫部位，因而得到廣泛應用。
然而，按照上述結構，難以實現超低溫測量用的鎧裝熱電偶材料。因為能適應-270°～0℃的超低溫測量的熱電偶絲通常為鎳鉻-金鐵絲或銅-金鐵絲，金鐵絲的化學成分為Au+原子百分比0.07Fe，易受導熱良好的絕緣填料氧化鎂的侵蝕而改變其熱電性能。同時金鐵絲的線徑僅0.2mm，在熱電偶材料鎧裝時，金屬套管內的氧化鎂填料發生形變，形變產生的擠壓力、摩擦力作用在機械性能較差的金鐵絲表面，會造成金鐵絲表面的磨損，拉毛，甚至斷裂而報廢。
為此，本實用新型的目的是提供一種用於超低溫測量熱電偶用的鎧裝熱電偶材料，它能克服氧化鎂填料對金鐵絲的侵蝕，減輕或消除在鎧裝成形中對金鐵絲的機械傷害。
本實用新型是這樣實現的，所提供的鎧裝熱電偶材料，具有氧化鎂材質的柱形填料，填料中沿其軸線方向至少有一組孔，每組孔有兩個分隔一定距離的通孔，在每組孔組的兩個通孔中分別穿有構成熱電偶絲的鎳鉻單極絲、金鐵單極絲或純銅單極絲、金鐵單極絲，在所述填料外套有金屬套管，所述的單極絲與通孔之間及所述填料與金屬套管之間為緊配合，所述每根單極絲外表面上有保護層。
所述保護層為塑料包復層。
所述保護層也可以為漆包層和塑料包復層的雙層結構。
本實用新型的鎧裝熱電偶材料，由於構成熱電偶絲的單極絲表面上有保護層，將帶來以下三個好處其一是保護層使金鐵單極絲與填料中氧化鎂材料被隔開，避免了氧化鎂材料對金鐵單極絲表面的侵蝕汙染。其二是加了保護層後，使熱電偶絲，特別是金鐵單極絲的剛度和堅牢度得到提高，避免因操作不慎損傷熱電偶絲；製造時，也便於將金鐵單極絲穿在填料的通孔中，且不損傷單極絲的金屬表面。其三是在鎧裝時，金屬套管內的填料發生形變，形變所產生的對熱電偶絲的摩擦、擠壓力被保護層所緩衝和衰減，從而可顯著降低鎧裝時對熱電偶絲，尤其是對金鐵單極絲金屬表面的機械損傷。
綜上所述，本實用新型提供了便於實施的超低溫鎧裝熱電偶材料。
以下結合附圖和實施方式對本實用新型作進一步詳細描述。


圖1是本實用新型鎧裝熱電偶材料的結構示意圖。
圖2是圖1沿A-A向的剖視圖。
如圖1所示，鎧裝熱電偶材料具有一個金屬套管1，套管內有用氧化鎂材料燒製成的柱形填料2，填料的端面上沿其軸線方向有一個孔組，此孔組具有兩個互相隔開一定距離的通孔5,8，在此兩個通孔5,8中分別穿有構成一對熱電偶絲的鎳鉻單極絲3和金鐵單極絲6。鎳鉻單極絲的化學成分為10％的Cr，其餘為Ni；金鐵單極絲的化學成為分Au+原子百分比0.07Fe。鎳鉻單極絲3和金鐵單極絲6的金屬表面上各有一個保護層4,7，該保護層為塑料包復層，採用聚四氟乙烯材料，或者為漆色層和塑料包復層的雙層結構，以便使熱電偶絲的金屬表面與氧化鎂材料互相隔開，避免氧化鎂對金鐵單極絲的侵蝕造成的熱電勢漂移。所述帶保護層4的鎳鉻單極絲3與填料2的通孔5之間、所述帶保護層7的金鐵單極絲6與填料2的通孔8之間及填料2外表面與套管1內表面之間為緊配合，從而構成了超低溫測量熱電偶用的鎧裝電偶材料。
製造時，先將帶有保護層的鎳鉻單極絲3及帶有保護層的金鐵單極絲6分別穿在柱形填料2的通孔5,8中，然後在填料2外套上金屬套管1，置入拉制機的模具中，進行拉拔縮徑，套管內徑被縮小，使套管1內的柱形填料發生形變，即柱形填料受壓粉碎，粉粒位移，充填其內空隙，並被壓實成形，使套管、填料及熱電偶絲三者成為緊密結合在一起的堅實的組合件。由於熱電偶絲的金屬表面有塑料包復層保護，在拉拔縮徑工藝過程中，可減輕受壓粉碎後的填料粒子的擠壓、移動而造成對熱電偶絲金屬表面，尤其是金鐵單極絲金屬表面的損傷。
當然，也可用純銅單極絲代替上側的鎳鉻單極絲來實施超低溫測量熱電偶用的鎧裝熱電偶材料，其結構完全與上例相同。
上述的填料中也可以有兩個孔組(未圖示)，每個孔組中有兩個相互分隔一定距離的通孔，在每一孔組的兩個通孔中分別有構成一組熱電偶絲的鎳鉻單極絲、金鐵單極絲或純銅單極絲、金鐵單極絲，每一單極絲表面有保護層，該保護層為聚四氟乙烯塑料包復層，或者漆包+聚四氟乙烯塑料包復層的雙層結構。這種包含兩組熱電偶絲的鎧裝熱電偶材料，其製成的測溫熱電偶，可減小測溫誤差，提高測量精度。
在上述的填料中還可以有三組孔組，裝三組完全相同的熱電偶絲，以達到對關鍵測溫點精度進行比較與控制的目的。
用上述鎧裝熱電偶材料可製造-270℃～0℃的超低溫測溫熱電偶，廣泛用於運載火箭發動機燃料，如液氫、液氧、液氮的溫度測量，及其它與低溫有關的物理研究部門，如低溫超導材料研究的溫度測量。
權利要求1．一種鎧裝熱電偶材料，具有氧化鎂材質的柱形填料，填料中沿其軸線方向至少有一組孔組，每組孔組有兩個分隔一定距離的通孔，在每組孔組的兩個通孔中分別有構成一對熱電偶絲的鎳鉻單極絲、金鐵單極絲或者純銅單極絲、金鐵單極絲，在所述填料外有金屬套管，所述單極絲與通孔之間及所述填料外表面與金屬套管之間為緊配合，所述每根單極絲外表面上有保護層。
2．根據權利要求1所述的鎧裝熱電偶材料，其特徵在於所述的保護層為塑料包復層。
3．根據權利要求1所述的鎧裝熱電偶材料，其特徵在於所述的保護層為漆包層和塑料包復層的雙層結構。
4．根據權利要求2至3中任一權利要求所述的鎧裝熱電偶材料，其特徵在於塑料包復層採用聚四氟乙烯塑料。
專利摘要本實用新型公開了一種超低溫熱電偶用的鎧裝熱電偶材料,它具有氧化鎂材質的柱形填料,填料中沿軸向至少有一個孔組,每個孔組有兩個分隔的通孔,在每組對應的通孔中各有構成熱電偶絲的鎳鉻單極絲、金鐵單極絲或純銅單極絲、金鐵單極絲,填料外有金屬套管,單極絲與通孔及填料與金屬套管之間為緊配合,在每個單極絲表面有保護層,從而克服了氧化鎂填料對金鐵絲的侵蝕,顯著降低了鎧裝成形中對金鐵單極絲表面的損傷。
文檔編號G01K1/08GK2435732SQ00241799
公開日2001年6月20日 申請日期2000年7月18日 優先權日2000年7月18日
發明者鄒華, 李燕青, 徐禎祥, 王元元 申請人:浙江春暉集團, 紹興春暉自動化儀表有限公司