銅-康銅熱電偶及其製備方法
2023-10-29 09:25:37 3
銅-康銅熱電偶及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種銅-康銅熱電偶及其製備方法，其中製備方法包括以下步驟：A、選用直流電弧焊接設備，B、選取銅絲和康銅絲，去除銅絲和康銅絲焊接端的絕緣層，將銅絲焊接部和康銅絲焊接部雙絞作為焊接端；C、將焊接端連接變壓器的輸出端；調用碳棒尖端結構部與雙絞的銅絲和康銅絲焊接部接觸；利用尖端放電的電弧把雙絞的熱電偶兩極焊接。D、焊接後，判斷焊接質量。E、選用絕緣導管，將銅絲和康銅絲穿入絕緣導管中，焊點露出在絕緣導管外作為測試端，將銅絲和康銅絲的另外一端打磨去除絕緣層並焊接到接線卡上，並固緊。本發明建立了一種可進行金屬絲直徑在0.04mm至0.2mm範圍的超細銅-康銅熱電偶製備方法，並且熱電偶的測試端外形直徑小於1mm。
【專利說明】銅-康銅熱電偶及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種溫度傳感器【技術領域】，具體涉及一種銅-康銅熱電偶及其製備方法。
【背景技術】
[0002]熱電偶是溫度測量儀表中常用的測溫元件，它直接測量溫度，並把溫度信號轉換成熱電動勢信號，通過電氣儀表(二次儀表)轉換成被測介質的溫度。各種熱電偶的外形常因需要而極不相同，但是它們的基本結構卻大致相同，通常由熱電極、絕緣套保護管和接線盒等主要部分組成，通常和顯示儀表、記錄儀表及電子調節器配套使用。
[0003]熱電偶是通過一定方法將兩種不同材質金屬絲的一端融化焊接成球狀焊點而製備成溫度傳感器，銅-康銅熱電偶是其中最為常用的類型之一。但常用商品化銅-康銅熱電偶所使用的金屬絲直徑一般為Imm左右，最小不小於0.2mm，焊接後加上絕緣層、保護套後，測試端外形直徑較大。在某些特定用途下，如微小樣品室的溫度測試、快速溫升的瞬態測試等，需要製備直徑很細小金屬絲而且測試端外形直徑較小的熱電偶。
[0004]由於直徑小於0.2mm金屬絲在焊接時存在容易虛焊、斷焊、焊接點不容易成球形等，這種超細銅-康銅熱電偶在焊接參數上不能採用常用商品化熱電偶的製備方法，其製備技術難度大。
【發明內容】
[0005]本發明克服了現有技術的不足，提供一種可進行金屬絲直徑在0.04mm至0.2mm範圍的超細銅-康銅熱電偶製備方法，並且所製備的熱電偶的測試端外形直徑小於1mm。
[0006]本發明針對直徑小於0.2mm超細銅-康銅熱電偶製備技術上的難題，通過試驗確定了超細熱電偶的金屬線焊接方法、焊接參數、焊接質量檢測方法等。本發明採用以下技術手段:
[0007](I)焊接方法:採用熱電偶常用的直流電弧焊接方法，但超細銅-康銅熱電偶焊接參數將與其他常用銅-康銅熱電偶不同。
[0008](2)焊接參數:將調壓變壓器調至合適的電壓，用碳棒尖頭和雙絞的熱電偶相觸，接觸時間略為ls，利用尖端放電的電弧把雙絞的熱電偶兩極焊接，對於直徑在Φ0.04?Φ0.2mm範圍的銅-康銅金屬絲的焊接電壓在5V-20V範圍，直徑越大，需要的電壓越高。
[0009](3)焊接質量好壞的檢測方法:一方面觀測焊點的形狀，一般焊點為球形表明焊接質量較好，另一方面測試焊接後金屬絲的電阻值的變化值，一般電阻變化值小於5Ω。
[0010]為解決上述的技術問題，本發明採用以下技術方案:
[0011]一種銅-康銅熱電偶，它包括由銅線導體和康銅線導體焊接而成的熱電極；所述的銅線導體直徑是0.04mm至0.2mm ;所述康銅線導體的直徑是0.04mm至0.2mm。
[0012]更進一步的技術方案是提供一種銅-康銅熱電偶的製備方法，所述的製備方法包括以下步驟:
[0013]A、選用直流電弧焊接設備，焊條採用碳棒，所述碳棒與焊件的接觸端設置成尖端結構；
[0014]B、選取具有漆包絕緣層的銅絲和具有漆包絕緣層的康銅絲，所述銅絲直徑小於0.2mm，所述康銅絲直徑小於0.2mm ;去除銅絲和康銅絲焊接端的絕緣層，將銅絲焊接部和康銅絲焊接部雙絞作為焊接端；
[0015]C、將銅絲和康銅絲的非焊接端連接變壓器的輸出端；調節調壓變壓器電壓，用所述碳棒尖端結構部與所述雙絞的銅絲和康銅絲焊接部接觸；利用尖端放電的電弧把雙絞的熱電偶兩極焊接。
[0016]D、焊接後，通過觀察焊點的形狀，以及測試焊接後所述銅絲和康銅絲的電阻值變化值判斷焊接質量。
[0017]E、選用相應直徑的絕緣導管，將銅絲和康銅絲穿入絕緣導管中，焊點露出在絕緣導管外作為測試端，將銅絲和康銅絲的另外一端打磨去除絕緣層並焊接到接線卡上，並固緊。
[0018]更進一步的技術方案是步驟B中所述銅絲直徑是0.04mm至0.2mm ;所述康銅絲直徑是 0.04mm 至 0.2mm。
[0019]更進一步的技術方案是步驟C中調節調壓變壓器電壓至5V-20V。
[0020]更進一步的技術方案是步驟C中用所述碳棒尖端結構部與所述雙絞的銅絲和康銅絲焊接部接觸時間為0.8秒至1.2秒。
[0021]更進一步的技術方案是步驟C中用所述碳棒尖端結構部與所述雙絞的銅絲和康銅絲焊接部接觸時間為I秒。
[0022]更進一步的技術方案是步驟D中所述焊接後，焊接點的形狀是球形；所述焊接後銅絲和康銅絲的電阻值變化值小於5 Ω。
[0023]更進一步的技術方案是步驟B中選取具有漆包絕緣層的銅絲和具有漆包絕緣層的康銅絲，焊接前先用O號砂紙打磨去除銅絲和康銅絲焊接端的表面絕緣層，再用無水酒精浸潰過的脫脂棉球清理並理直銅絲和康銅絲。
[0024]更進一步的技術方案是步驟E中所述測試端直徑小於1mm。
[0025]更進一步的技術方案是步驟E中將銅絲和康銅絲的另外一端打磨去除絕緣層並焊接到接線卡上，並用熱縮導管固緊。
[0026]與現有技術相比，本發明的有益效果是:本發明建立了一種可進行金屬絲直徑在
0.04mm至0.2mm範圍的超細銅-康銅熱電偶製備方法，並且所製備的熱電偶的測試端外形直徑小於1_。可以滿足在某些特定用途下，如微小樣品室的溫度測試、快速溫升的瞬態測試等完成準確測量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明一個實施例中直流電弧焊接設備結構示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本發明作進一步闡述。
[0029]實施例1
[0030]本實施例公開一種銅-康銅熱電偶，它包括由銅線導體和康銅線導體焊接而成的熱電極；所述的銅線導體直徑是0.04mm至0.2mm ;所述康銅線導體的直徑是0.04mm至
0.2_。並且本實施例中公開的熱電偶的測試端外形直徑小於1_。可以滿足在某些特定用途下，如微小樣品室的溫度測試、快速溫升的瞬態測試等完成準確測量。
[0031]實施例2
[0032]如圖1所示，根據本發明的另一個實施例，本實施例公開一種銅-康銅熱電偶的製備方法，本實施例中採用的主要設備是直流電弧焊接設備，如圖1所示，其主要包括設備本體，設備本體上設置有整流器3、調壓手柄4，設備本體上設置有開關5，用於啟動和關閉此設備，優選的是此設備中焊條採用碳棒1，焊件2是由銅絲和康銅絲組成。其中銅線導體直徑是0.04mm至0.2mm ;所述康銅線導體的直徑是0.04mm至0.2mm。優選的是述碳棒與焊件的接觸端設置稱尖端結構。具體的是可以採用廢舊I號電池中的碳棒，經打磨成鉛筆頭狀製備而成。
[0033]本實施例製備方法中主要採用以下技術手段:(I)焊接方法:採用熱電偶常用的直流電弧焊接方法，但超細銅-康銅熱電偶焊接參數將與其他常用銅-康銅熱電偶不同。
[0034](2)焊接參數:將調壓變壓器調至合適的電壓，用碳棒尖頭和雙絞的熱電偶相觸，接觸時間略為ls，利用尖端放電的電弧把雙絞的熱電偶兩極焊接，對於直徑在Φ0.04?Φ0.2mm範圍的銅-康銅金屬絲的焊接電壓在5V-20V範圍，直徑越大，需要的電壓越高。
[0035](3)焊接質量好壞的檢測方法:一方面觀測焊點的形狀，一般焊點為球形表明焊接質量較好，另一方面測試焊接後金屬絲的電阻值的變化值，一般電阻變化值小於5Ω。
[0036]下面具體介紹本實施例銅-康銅熱電偶的製備方法，主要步驟如下:
[0037]A、採用直流電弧焊接方法，其中焊接用的碳棒採用廢舊I號電池中的碳棒，經打磨成鉛筆頭狀製備而成，其中優選的實施方案是，當經過數次對微細金屬絲焊接後，應及時打磨和清潔碳棒，保持碳棒在焊接時的尖端形狀。
[0038]B、根據需要選取所需直徑的具有漆包絕緣層的兩種材質的微細金屬絲，金屬絲是銅絲和康銅絲，金屬絲的直徑範圍可選0.04mm至0.2mm。優選的實施方案是，選用具有漆包絕緣層的金屬絲，焊接前先用O號砂紙打磨去除金屬絲焊接端的表面絕緣層，再用無水酒精浸潰過的脫脂棉球清理並理直金屬絲，並將兩根金屬絲焊接部位絞在一起並用鱷魚夾固定，作為金屬絲的焊接端。金屬絲指的是銅絲和康銅絲。
[0039]C、將兩種金屬絲的非焊接端連接到變壓器的輸出端，調壓變壓器調至合適的電壓，用碳棒尖頭和雙絞的金屬絲焊接端，接觸時間略為I s，利用尖端放電的電弧把雙絞的熱電偶兩極焊接。熱電偶的材質、直徑不同熔點也不相同，體現在調壓器上的輸出電壓也不相同。對於直徑在Φ0.04?Φ0.2mm範圍的「銅-康銅」金屬絲的焊接電壓在5V-20V範圍調節，直徑越大，需要的電壓越高。
[0040]D、焊接後，檢測焊接質量，首先觀測焊點的形狀是否為球形，然後測試焊接後金屬絲的電阻值的變化值，當小於5 Ω，即為合格。
[0041]E、選用直徑合適的絕緣導管，將金屬絲穿入絕緣導管中，將球形焊點露出在導管外作為測試端，測試端外形直徑小於1mm。將另外一端的金屬絲打磨去除絕緣層並焊接到接線卡上，並用熱縮導管固緊。
[0042]本實施例可進行金屬絲直徑在Φ0.04mm至Φ0.2mm範圍的超細銅-康銅熱電偶製備，並且所製備的熱電偶的測試端外形直徑小於1mm。
[0043]在本說明書中所談到的「一個實施例」、「另一個實施例」、「實施例」、等，指的是結合該實施例描述的具體特徵、結構或者特點包括在本申請概括性描述的至少一個實施例中。在說明書中多個地方出現同種表述不是一定指的是同一個實施例。進一步來說，結合任一個實施例描述一個具體特徵、結構或者特點時，所要主張的是結合其他實施例來實現這種特徵、結構或者特點也落在本發明的範圍內。
[0044]儘管這裡參照發明的多個解釋性實施例對本發明進行了描述，但是，應該理解，本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則範圍和精神之內。更具體地說，在本申請公開權利要求的範圍內，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對於本領域技術人員來說，其他的用途也將是明顯的。
【權利要求】
1.一種銅-康銅熱電偶，它包括由銅線導體和康銅線導體焊接而成的熱電極；其特徵在於:所述的銅線導體直徑是0.04mm至0.2mm ;所述康銅線導體的直徑是0.04mm至0.2mm。
2.根據權利要求1所述的銅-康銅熱電偶的製備方法，其特徵在於所述的製備方法包括以下步驟: A、選用直流電弧焊接設備，焊條採用碳棒，所述碳棒與焊件的接觸端設置成尖端結構； B、選取具有漆包絕緣層的銅絲和具有漆包絕緣層的康銅絲，所述銅絲直徑小於0.2mm,所述康銅絲直徑小於0.2mm ;去除銅絲和康銅絲焊接端的絕緣層，將銅絲焊接部和康銅絲焊接部雙絞作為焊接端； C、將銅絲和康銅絲的非焊接端連接變壓器的輸出端；調節調壓變壓器電壓，用所述碳棒尖端結構部與所述雙絞的銅絲和康銅絲焊接部接觸；利用尖端放電的電弧把雙絞的熱電偶兩極焊接。 D、焊接後，通過觀察焊點的形狀，以及測試焊接後所述銅絲和康銅絲的電阻值變化值判斷焊接質量。 E、選用相應直徑的絕緣導管，將銅絲和康銅絲穿入絕緣導管中，焊點露出在絕緣導管外作為測試端，將銅絲和康銅絲的另外一端打磨去除絕緣層並焊接到接線卡上，並固緊。
3.根據權利要求2所述的銅-康銅熱電偶製備方法，其特徵在於所述的步驟B中所述銅絲直徑是0.04mm至0.2mm ;所述康銅絲直徑是0.04mm至0.2mm。
4.根據權利要求2所述的銅-康銅熱電偶製備方法，其特徵在於所述的步驟C中調節調壓變壓器電壓至5V-20V。
5.根據權利要求2所述的銅-康銅熱電偶製備方法，其特徵在於所述的步驟C中用所述碳棒尖端結構部與所述雙絞的銅絲和康銅絲焊接部接觸時間為0.8秒至1.2秒。
6.根據權利要求5所述的銅-康銅熱電偶製備方法，其特徵在於所述的步驟C中用所述碳棒尖端結構部與所述雙絞的銅絲和康銅絲焊接部接觸時間為I秒。
7.根據權利要求2所述的銅-康銅熱電偶製備方法，其特徵在於所述的步驟D中所述焊接後，焊接點的形狀是球形；所述焊接後銅絲和康銅絲的電阻值變化值小於5Ω。
8.根據權利要求2所述的銅-康銅熱電偶製備方法，其特徵在於所述的步驟B中選取具有漆包絕緣層的銅絲和具有漆包絕緣層的康銅絲，焊接前先用O號砂紙打磨去除銅絲和康銅絲焊接端的表面絕緣層，再用無水酒精浸潰過的脫脂棉球清理並理直銅絲和康銅絲。
9.根據權利要求2所述的銅-康銅熱電偶製備方法，其特徵在於所述的步驟E中所述測試端直徑小於1mm。
10.根據權利要求2所述的銅-康銅熱電偶製備方法，其特徵在於所述的步驟E中將銅絲和康銅絲的另外一端打磨去除絕緣層並焊接到接線卡上，並用熱縮導管固緊。
【文檔編號】G01K7/04GK104198074SQ201410460946
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月11日 優先權日:2014年9月11日
【發明者】沈明, 溫茂萍, 陳紅霞, 劉更 申請人:中國工程物理研究院化工材料研究所