CN101403640B - 圆管外壁温测量热电偶的定位器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆管外壁温测量热电偶的定位器。该热电偶定位夹持器由束紧钢圈，陶瓷支脚，自紧夹持螺栓和紧固螺栓组成。带有陶瓷支脚的定位夹持器可由束紧钢圈和紧固螺栓定位在测量圆管的任一轴向截面处。热电偶穿过自紧夹持螺栓的导向管及陶瓷支脚定位孔，直接接触支脚定位孔处的圆管外壁面。旋紧自紧夹持螺栓，自紧夹持螺栓前端的导向管即将热电偶夹紧，将热电偶感应点定位在测量圆管外壁测点处。陶瓷支脚用于隔热和绝缘，减少对圆管壁温度场的干扰。本发明可用于普通圆管及通电加热圆管外壁温测量热电偶的精确定位。

Description

圆管外壁温测量热电偶的定位器

技术领域

本发明涉及热管测量领域，特别涉及圆管外壁温测量热电偶的定位器。

背景技术

在大量的工业应用及科研实验中需要对温度进行实时测量记录。热电偶以其精度高，反应灵敏，测量范围宽广得到了大量应用。常用热电偶测点固定方式一般为机械固定或焊接固定。焊接固定测点位置一般不能重新定位，且对被测物体表面状况和温度场产生很大破坏，特别是被测工件尺寸较小的情况下。测量表面要求无损或测点位置要经常变动的温度测量场所一般采用机械固定的碰底型热电偶。对于圆柱或圆管外壁温度测量中，测量热电偶需要由定位装置将热电偶顶端固定在圆管外壁测点处。对于通电加热管道，还必须保证固定装置与管壁绝缘。

例如，专利CN1959356透露了这样一种热电偶固定装置。该热电偶固定装置采用一对合页型连接的半圆管利用螺钉或卡扣将热电偶压紧在圆管壁面。该固定装置结构简单，安装更换方便，比较适用于外壁不导电的小管径圆管外壁温的测量。但同时该固定装置中热电偶与壁面是线接触，测点位置不能精确固定。并且固定装置与圆管外壁直接接触，对测量精度较高的壁温测量实验来说会严重干扰壁面的温度场，更会对工业中通电加热圆管的电场和温度场产生影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种圆管外壁温测量热电偶的定位器，该定位器既能方便的将热电偶精确固定到圆管外壁测点、又能将固定装置对管壁温度场的影响减为最小。同时在保证上述功能的前提下，使整个定位器结构简单，方便安装、重新定位及更换热电偶，便于批量制造。

为达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明包括束紧钢圈，陶瓷支脚，自紧夹持螺栓和紧固螺栓，测量圆管位于束紧钢圈内部，束紧钢圈内侧设置三个定位管，三个定位管上分别连接陶瓷支脚，陶瓷支脚位于测量圆管和束紧钢圈之间，紧固螺栓穿过束紧钢圈的螺栓孔将束紧钢圈及陶瓷支脚固定在测量圆管任意轴向测量截面处；自紧夹持螺栓连接在各定位管对应束紧钢圈的外侧，自紧夹持螺栓内有导向管，陶瓷支脚内设置有定位孔，热电偶穿过自紧夹持螺栓前端导向管及陶瓷支脚的定位孔直接接触测量圆管外壁面测点。

所述的陶瓷支脚为半球形通孔陶瓷，隔热绝缘，且与圆管壁接触面积小，前端定位孔直径略大于热电偶直径，后端孔段连接束紧钢圈内侧定位管。

所述的束紧钢圈为开口弹性钢圈，开口端由螺栓锁紧，钢圈上有三个呈120°分布的热电偶定位管，定位管外侧内有螺纹用以定位和锁死自紧夹持螺栓。

自紧夹持螺栓为中空开槽锥形螺栓，前端为开槽导向管，螺栓内孔管径略大于热电偶直径。

本发明采用隔热绝缘性能良好的开孔半球形陶瓷块作为定位器的支脚与圆管外壁进行点接触；采用螺栓锁紧式开口钢圈进行圆管轴向定位；采用开槽锥形螺栓进行热电偶固定，能够在把热电偶精确定位到测量圆管壁面的同时对圆管进行热电隔离，最大限度的减少了对壁面状况及温度场分布的破坏；可以方便的将热电偶在圆管轴向和管壁周向重新定位；可以在不改变定位测点位置的同时更换热电偶；同时整个装置机构简单，便于规模制造。

附图说明

图1是圆管外壁温测量热电偶定位夹持器工作状态的正视图；

图2是束紧钢圈的正视图和细节剖视图；

图3是陶瓷支脚的剖视图和俯视图；

图4是自紧夹持螺栓的正视图和俯视图。

下面结合附图对本发明的内容作进一步详细说明。

具体实施方式

参照图1所示：测量圆管6位于束紧钢圈内部，并由连接在束紧钢圈内侧三个定位管上的陶瓷支脚与束紧钢圈相隔离；紧固螺栓穿过束紧钢圈的螺栓孔1b将束紧钢圈及陶瓷支脚固定在测量圆管任意轴向测量截面处；自紧夹持螺栓连接在各定位管对应束紧钢圈外侧的螺纹孔内；热电偶4穿过自紧夹持螺栓前端导向管3a及陶瓷支脚的定位孔2a直接接触测量圆管外壁面测点。

参照图2所示：束紧钢圈1为一定半径的开口弹性圆环，圆环开口端留有螺栓孔1b。束紧钢圈1上分布三个呈120°的定位管1a，定位管1a在束紧钢圈1外侧端开有螺纹孔。

参照图3所示：陶瓷支脚2为带有定位孔2a的半球形陶瓷块。陶瓷支脚2能够对测量圆管6隔热绝缘，且与圆管6壁面接触面积小。前端定位孔2a的直径略大于热电偶4的直径，用以定位热电偶4的测点。后端孔段用以粘接到束紧钢圈1内侧定位管1a上。

参照图4所示：自紧夹持螺栓3为中空开槽的锥形螺栓。自紧夹持螺栓3的内孔管径略大于热电偶4的直径，热电偶4由此引入圆管6壁面。自紧夹持螺栓3的前端为开槽导向管3a，导向管3a外径略小于定位管1a的内径。导向管3a下部为开槽的锥形螺栓段，螺栓直径逐渐增大，使得自紧夹持螺栓3在拧入定位管1a的螺纹孔的过程中，前端导向管3a的开槽间隙逐渐减小，从而将穿过自紧夹持螺栓3的热电偶4夹紧。

热电偶安装定位的步骤为：陶瓷支脚2由高温胶粘接到束紧钢圈内侧的定位管1a上。先按测量圆管6的外径选用相应直径的束紧钢圈1，钢圈内半径应为测量圆管6外半径加上陶瓷支脚2及钢圈内侧裸露导向管1a的长度。将带有陶瓷支脚2的束紧钢圈1从开口端卡到圆管6上，三个陶瓷支脚2将钢圈1与管壁6隔离。调节钢圈1轴向位置至圆管6的测量截面，旋转钢圈1使得陶瓷支脚的导向孔2a对准圆管外壁测点，然后用紧固螺栓5穿过螺栓孔1b将束紧钢圈1固定在圆管6上。将相应测点处的热电偶4穿过自紧夹持螺栓3，经由束紧钢圈的导向管1a及陶瓷支脚的定位孔2a直接碰到圆管外壁面相应测点7。将热电偶4压紧壁面的同时，将自紧夹持螺栓3旋入束紧钢圈导向管1a的螺孔。随着锥形螺栓3的不断旋进，其前端分开的两瓣导向管3a将会夹紧热电偶4，从而将热电偶4位置固定，使其前端紧贴圆管外壁面测点7。依上述步骤可将热电偶4定位至圆管外侧任意截面处的温度测点7进行温度测量。

Claims (4)

1.圆管外壁温测量热电偶的定位器，包括束紧钢圈(1)，陶瓷支脚(2)，自紧夹持螺栓(3)和紧固螺栓(5)，其特征在于，圆管(6)位于束紧钢圈(1)内部，束紧钢圈(1)内侧设置三个定位管(1a)，三个定位管(1a)上分别连接陶瓷支脚(2)，陶瓷支脚(2)位于圆管(6)和束紧钢圈(1)之间，紧固螺栓(5)穿过束紧钢圈(1)的螺栓孔(1b)将束紧钢圈(1)及陶瓷支脚(2)固定在测量圆管任意轴向测量截面处；自紧夹持螺栓(3)连接在各定位管(1a)对应束紧钢圈(1)的外侧，自紧夹持螺栓(3)内有导向管(3a)，陶瓷支脚(2)内设置有定位孔(2a)，热电偶(4)穿过自紧夹持螺栓(3)前端导向管(3a)及陶瓷支脚的定位孔(2a)直接接触测量圆管外壁面测点。

2.根据权利要求1所述的圆管外壁温测量热电偶的定位器，其特征在于，所述的陶瓷支脚(2)为半球形通孔陶瓷，隔热绝缘，且与圆管(6)壁接触面积小，前端定位孔(2a)直径略大于热电偶直径，后端孔段连接束紧钢圈(1)内侧定位管(1a)。

3.根据权利要求1所述的圆管外壁温测量热电偶的定位器，其特征在于，所述的束紧钢圈(1)为开口弹性钢圈，开口端由螺栓锁紧，束紧钢圈(1)上有三个呈120°分布的定位管(1a)，定位管外侧内有螺纹用以定位和锁死自紧夹持螺栓(3)。

4.根据权利要求1所述的圆管外壁温测量热电偶的定位器，其特征在于，自紧夹持螺栓(3)为中空开槽锥形螺栓，前端为开槽导向管(3a)，自紧夹持螺栓(3)内孔管径略大于热电偶直径。

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