CN101034016B - 特种WRe温度传感器 - Google Patents

Abstract

一种应用于温度计量测试领域中的特种WRe温度传感器，由接线盒、夹持管、石墨外保护管、刚玉内管、刚玉绝缘管、防氧化剂、氢化物功能材料、填充剂、钨铼热电偶组成，其结构为外层为特种石墨保护管，内层为刚玉管的复合管型防氧化WRe热电偶，可以解决1600℃以下强碱熔体腐蚀及还原性气氛下的温度测量，在刚玉管内刚玉绝缘管内钨铼热电偶丝周围填充添加防氧化剂、氢化物功能材料、填充剂；采用填充法，高温下，在保护管内钨铼热电偶丝表面与粉末颗粒空隙，释放氢气，并采用有机、无机粘结剂严格密封，隔绝外界与管内联系，从而制造出适于钨铼热电偶工作的测温条件。该装置构思新颖科学、不抽空而填充自行放气，工艺简便易行，采用复合管技术和防氧化技术，WRe热电偶可以应用在氧化、还原或两者交替环境下。

Description

特种WRe温度传感器

技术领域：

本发明属于一种用于过程工业控制检测的特种WRe温度传感器。

背景技术：

目前，国内外计量测试领域的温度测量技术越来越重要，因为温度是工业过程控制重要参数之一，温度测量的准确性直接影响产品质量、能耗高低和设备寿命。WRe温度传感器中的WRe是金属钨和铼的英文缩写，我国高温工业炉窑测温在1300℃以上大多都使用S、R、B型等贵金属热电偶。我国是铂族资源极其匮乏的国家，测温用的铂几乎全部依靠进口。同时，我国是W的储、采、冶大国，WRe热电偶丝材价格仅为S型丝材价格的1/10。所以，开发利用WRe热电偶对我国工业测温领域的可持续发展，具有战略意义。

WRe热电偶不能在氧化性气氛下使用，只适合于还原性气氛或惰性气氛中使用，但工业炉窑绝大部分是氧化性气氛，即使在还原性气氛或惰性气氛下，热电偶保护管内空气中氧气也将使WRe热电偶氧化，然而在还原性气氛或惰性气氛下用裸WRe丝测温是极少数。所以要解决WRe热电偶的应用，必须首先人为地为其制造一个非氧化条件的环境。

关于WRe偶的防氧化技术，国外多采用金属或合金保护管，利用抽空充惰性气体技术，创造出适于WRe偶的工作环境。针对工程测温环境高温、耐腐蚀等要求，首先必须选适用于被测介质的保护管，密封结构以及特殊连接方法，组成WRe温度传感器。因此，研制一种特种WRe温度传感器一直是国内国外急待解决的新课题。

发明内容：

本发明的目的是提供一种构思新颖科学，不抽空而填充自行放气，工艺简便易行，同样创造出适合WRe偶的工作环境，从实用出发对高温、还原性气氛、含强碱熔体腐蚀的测温环境，采用特种石墨作外保护管，石墨—刚玉双重保护管组成的复合管型结构，确保WRe温度传感器在严酷环境下的成功应用，对不同的温度范围，对不同的介质和气氛，采取不同的外保护管，以延长WRe温度传感器的使用寿命的特种WRe温度传感器。

本发明的目的是这样实现的：特种WRe温度传感器，由接线盒、夹持管、石墨外保护管、刚玉内管、刚玉绝缘管、防氧化剂、氢化物功能材料、填充剂、钨铼热电偶丝组成，接线盒通过夹持管与石墨外保护管连接，在刚玉内管内填充防氧化剂、氢化物功能材料、填充剂；消除颗粒空隙间以及偶丝与粉末表面吸附的氧气，还添加氢化物功能材料，高温下，在保护管内释放氢气，并采用有机、无机粘结剂严格密封，参考端隔绝外界与管内联系，从而制造出适于钨铼热电偶工作的条件；将WRe热电偶运用实体化技术，添加防氧化剂、填充剂、氢化物功能材料，不仅可以除氧吸气，还可以制造有利于钨铼热电偶的工作气氛，从而解决钨铼热电偶防氧化问题；采用特种石墨作为WRe温度传感器的石墨外保护管；参考端严格密封，从而满足了在还原、高温、含强碱熔体腐蚀环境下，作为过程控制的温度传感器的各项要求；钨铼热电偶防氧化、实体化技术是在保护管内，除氧、吸气、造气三位一体，其中，除氧为活性防氧化剂，吸气为填充剂，造气为氢化物功能材料，使钨铼热电偶处在适宜的环境中工作；选用特种石墨作外保护管，可使特种WRe温度传感器长时间在高温下工作，还原性气氛含强碱熔体；对其它介质、环境温度、气氛的测量选用金属陶瓷、SiC、Si₃N₄-SiC、刚玉、Mo、W及高温耐热合金材料制作；刚玉内管，石墨外保护管的复合管技术；严格密封措施，不仅可以保证在室温下不漏气，还可以在较高的环境温度也不漏气，即使保护管破损，也绝不会破坏炉窑的密封系统。

本发明的要点在于它的不抽空而填充自行放气原理及结构。其工作原理是，针对工程测温环境高温、耐腐蚀等要求，选适用于被测介质的保护管、密封结构及特殊连接方法，组成WRe温度传感器。将刚玉内保护管内钨铼热电偶丝周围填充防氧化剂，消除颗粒空隙间以及偶丝与粉末表面吸附的氧气，还添加氢化物功能材料，高温下，在保护管内释放氢气，并采用有机、无机粘结剂严格密封，隔绝外界与管内联系，从而制造出适于WRe热电偶工作的测温条件。本发明从实用出发，对高温、还原性气氛、含强碱熔体腐蚀的测温环境，采用特种石墨作外保护管，石墨—刚玉双重保护管组成的复合管型结构，确保WRe温度传感器在上述严酷环境下的成功应用。涉及的复合管技术，内保护管可以用刚玉或Mo管，外保护管可以是石墨管，也可以是金属陶瓷、SiC、Si₃N₄-SiC、Mo、W和刚玉管等。对不同的温度范围，对不同的介质环境和气氛，采取不同的外保护管，藉以延长特种WRe温度传感器的使用寿命。

特种WRe温度传感器与现有技术相比，具有构思新颖科学、不抽空而填充自行放气，工艺简便易行，创造出适合钨铼热电偶的工作环境，采用复合管技术，内保护管可以用刚玉或Mo管，外保护管可以是石墨管，也可以是金属陶瓷、SiC、Si₃N₄-SiC、Mo、W和刚玉管，由于采用了防氧化技术，WRe热电偶可以应用在氧化、还原或两者交替环境下，针对高温、含强碱熔体腐蚀以及还原性气氛，采用特种石墨材料作外保护管及刚玉内管，形成复合结构，则使特种WRe温度传感器可长期应用在此类工业炉窑等特点，将广泛地应用于工业过程控制领域中。

附图说明：

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式：

特种WRe温度传感器，由接线盒1、夹持管2、石墨外保护管3、刚玉内管4、刚玉绝缘管5、防氧化剂6、氢化物功能材料7、填充剂8、钨铼热电偶丝9组成，接线盒1通过夹持管2与石墨外保护管3连接，在刚玉内管4内填充防氧化剂6、氢化物功能材料7、填充剂8，消除颗粒空隙间以及偶丝与粉末表面吸附的氧气，还添加氢化物功能材料7，高温下，在保护管内释放氢气，并采用有机、无机粘结剂严格密封，参考端隔绝外界与管内联系，从而制造出适于钨铼热电偶9工作的条件；将WRe热电偶运用实体化技术，添加防氧化剂6、填充剂8、氢化物功能材料7，不仅可以除氧吸气，还可以制造有利于钨铼热电偶9的工作气氛，从而解决钨铼热电偶9防氧化问题；采用特种石墨作为WRe温度传感器的保护管3；参考端严格密封，从而满足了在还原、高温、含强碱熔体腐蚀环境下，作为过程控制的温度传感器的各项要求；钨铼热电偶9防氧化、实体化技术是在保护管内，除氧、吸气、造气三位一体，其中，除氧为活性防氧化剂6，吸气为填充剂8，造气为氢化物功能材料7，使钨铼热电偶9处在适宜的环境中工作；选用特种石墨作外保护管，可使特种WRe温度传感器长时间在高温下工作，还原性气氛含强碱熔体；对其它介质、环境温度、气氛的测量选用金属陶瓷、SiC、Si₃N₄-SiC、刚玉、Mo、W及高温耐热合金材料制作；刚玉内管4，石墨外保护管3的复合管技术；严格密封措施，不仅可以保证在室温下不漏气，还可以在较高的环境温度也不漏气，即使保护管破损，也绝不会破坏炉窑的密封系统。

Claims (4)

1.一种特种WRe温度传感器，由接线盒、夹持管、石墨外保护管、刚玉内管、刚玉绝缘管、防氧化剂、氢化物功能材料、填充剂、钨铼热电偶丝组成，其特征在于：接线盒通过夹持管与石墨外保护管连接，在刚玉内管内填充：能消除颗粒空隙间以及热电偶丝与粉末表面吸附的氧气的防氧化剂、高温下释放氢气的氢化物功能材料和能吸气的填充剂，并采用有机、无机粘结剂严格密封，参考端隔绝外界与管内联系。

2.按照权利要求1所述的特种WRe温度传感器，其特征在于：采用特种石墨作为WRe温度传感器的石墨外保护管。

3.根据权利要求1所述的特种WRe温度传感器，其特征在于：对其它介质、环境温度、气氛的测量选用金属陶瓷、SiC、Si₃N₄-SiC、刚玉、Mo、W及高温耐热材料制作外保护管。

4.根据权利要求1所述的特种WRe温度传感器，其特征在于：内管为刚玉、外保护管为石墨的复合管技术。