CN101750149A - 真空腔式辐射源温度传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空腔式辐射源温度传感器，属于仪器仪表领域。本发明圆柱形管一端设防火玻璃片，防火玻璃片上设有保护帽，圆柱形管另端口密封装入光电转换器，光电转换器的电缆引线与电缆接插件连接，圆柱形管上设有抽气孔，抽气孔上设有球形阀。本发明使用时，将圆柱形管抽真空接近辐射源，能避免环境烟尘对辐射光的散射和吸收，能最大限度地反映辐射源的热辐射程度。光电转换器将感光信号直接放大、滤波输出至电缆接插件端口，避免了长距离光缆在高温环境中易断裂损伤的缺点。温度传感器感温测量在3秒内可以完成，具有测温迅速准确的特点。本发明电缆接插件既可以向数字电路输入模拟信号，也可直接配用二次仪表显示测量数据。

Description

真空腔式辐射源温度传感器

技术领域

本发明涉及一种真空腔式辐射源温度传感器，属于仪器仪表领域。

技术背景

与本发明相近的技术之一是，采用接触法空腔测温技术用于炼钢厂钢水包温度的测量。该感温传感器采用封闭式空腔、接触钢水进行测温的设计思想。它是在高温陶瓷管内设有感温材料，采用感温材料通过光学系统与光纤连接的方法光电转换，使用时将传感器固定安装在钢水包体上，将高温陶瓷管固定深入到钢水中。经较长时间热平衡后，传感器感知空腔管整体的辐射信息并转换为温度信号。使用这种传感器有测量时间长且不够灵活方便的缺点，如用于测量诸如高炉铁沟铁水温度时，该传感器空腔管必须深入铁水并达一定的时间后才能测出有意义的数据。该技术对于不定点有烟尘的环境也不适用，如火灾现场辐射源温度的测定。与本发明相近的技术之二是，采用非接触开口空腔红外测温的方法测量辐射源的温度，这种方法易受烟尘的影响，测量温度波动很大，再现重复程度也不好，测量精度大打折扣。因此，有必要开发一种非接触且能准确、快速测温的传感器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不与热源接触就能够准确、迅速、方便地用于测量在烟尘环境中热源的温度、且便于维护和替换的真空腔式辐射源温度传感器。

技术解决方案：本发明圆柱形管上设有钢筒外套，钢筒外套一端口内壁设有内螺纹及密封槽，外壁设有外螺纹，圆柱形管一端设有与端口紧密配合的防火玻璃片，防火玻璃片上设有保护帽，保护帽与钢筒外套螺纹连接；圆柱形管另一端口设有支撑管架，置于圆柱形管内的支撑管架中设有光电转换器，支撑管架与圆柱形管之间设有密封圈，密封圈的外沿嵌入钢筒外套的密封槽内，支撑管架的管口上设有螺丝堵，螺丝堵与钢筒外套内螺纹连接，螺丝堵上设有通线孔，光电转换器的电缆引线通过螺丝堵上通线孔与电缆接插件连接，电缆接插件在堵帽上设置，堵帽与钢筒外套外螺纹连接，圆柱形管上设有抽气孔，抽气孔上设有球形阀。

圆柱形管为石英玻璃管，石英玻璃管内壁涂为黑色。

螺丝堵与支撑管架管口间设有橡胶垫。

抽气孔与球形阀间设有橡胶垫。

圆柱形管抽真空形成密闭型整体结构。

本发明传感器主要由真空空腔管和光电转换器组成。用真空空腔管接近辐射源，能避免烟尘对辐射的散射和吸收，最大限度地反映辐射源的热辐射程度。光电转换器将感光信号直接放大、滤波输出至电缆接插件端口，避免了长距离光缆在高温环境中易断裂损伤的缺点。传感器感光测量在3秒内可以完成，具有测温迅速准确的特点。考虑到本传感器电源输入和后续接数字仪表的需要，选用电缆接插件既可以向后续数字电路输入模拟信号，也可直接配用二次仪表显示测量数据。

本发明特别能满足对有烟尘环境的辐射源非接触测温的需要。如测量伴有化学有害气体燃烧源的温度，测量高温燃烧室及高炉铁水的温度等。

本发明具有以下特点：

①专用于烟尘环境辐射源温度的传感测量，操作简单，测温迅速、准确，极少维护。根据防火玻璃的耐高温和抗热震选材决定测温的上限。

②在结构上，球形阀及真空腔体的设计避免了非接触光电测温方法易受烟尘环境影响的弊端。将光电转换器直接密封到传感器中，光电一体化的设计有利于制成便携式测温仪，避免光纤的损坏，增加传感器的寿命。在可燃气体的测量中可防爆。

③传感器是一个整体的设计既可配接直接显示仪表也可配用有模数转换的数字显示仪表。接插式连接外用仪器的设计可简化使用及传感器的替换过程。

本发明传感器若连接温度数据采集器和pc机可实现温度的在线连续测量。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本发明堵帽1：采用钢材质，用丝扣连接套盖在圆柱形钢筒外套2一端。堵帽嘴中间嵌入电缆接插件9，堵帽嘴上有槽，与配用仪器对插式连接使用。

圆柱形钢筒外套2：采用钢管材料，外套2内保护着圆柱形管6。

螺丝堵3：采用钢材质，有螺口，配橡胶圈用，可穿出导线。

支撑管架4：采用钢或铝材质，配合橡胶圈5插入圆柱形管6的开口端。

密封圈5：采用橡胶密封圈，对圆柱形管6起密封作用。

圆柱形管6：石英玻璃或陶瓷制成，内管壁涂黑，与底部防火玻璃片10构成半封闭圆柱形腔体。管壁侧面上开有抽气孔，抽气孔上密封且装有球形阀7。

球形阀7：阀门，抽真空用。

光电转换器8：接收光信号输出电压信号，由电缆送至电缆接插件9的端口。

电缆接插件9：电源输入口和光电转换模拟量输出口。电源输入口为光电转换器提供电源。模拟量的输出口可配接显示仪表。

防火玻璃片10：特殊的高温玻璃，具有独有的高透明度、耐高温、抗热震等特点。

前端保护帽11：钢材质，内有螺口，旋紧固定在圆柱形钢筒外套2前端，对圆柱形腔体起固定保护作用。

橡胶垫12：密封用。

本发明圆柱形管6采用内壁涂有黑色的石英玻璃管或黑色陶瓷材料，圆柱形管6上设有钢筒外套2，钢筒外套2一端口内壁设有内螺纹及密封槽，外壁设有外螺纹，圆柱形管6一端设有与端口紧密配合的防火玻璃片10，防火玻璃片10上设有保护帽11，保护帽11与钢筒外套2螺纹连接；圆柱形管6另一端口设有支撑管架4，置于圆柱形管6内的支撑管架4上设有光电转换器8，支撑管架4与圆柱形管6之间设有密封圈5，密封圈5的外沿嵌入钢筒外套2的密封槽内，支撑管架4的管口上设有螺丝堵3，螺丝堵3与支撑管架4管口间设有橡胶垫12，螺丝堵3与钢筒外套2内螺纹连接，螺丝堵3上设有通线孔，光电转换器8的电缆引线通过螺丝堵3上通线孔与电缆接插件9连接，电缆接插件9在堵帽1上设置，堵帽1与钢筒外套2外螺纹连接，圆柱形管6上设有抽气孔，抽气孔上设有球形阀7，抽气孔与球形阀7间设有橡胶垫12。

本发明从圆柱形管6上的抽气孔将圆柱形管6抽成真空，形成密闭型整体结构。使用本发明时，将圆柱形管6抽真空，实验室标定消除防火玻璃片10对测温的影响，在传感器堵帽1上通过接插件9接通电源和连接显示仪表，将腔体前端深入烟尘环境，圆柱形钢筒外套2的前端保护帽11贴近辐射源，3秒内即可测得热源的温度。

Claims (4)

1.真空腔式辐射源温度传感器，特征在于：圆柱形管(6)上设有钢筒外套(2)，钢筒外套(2)一端口内壁设有内螺纹及密封槽，外壁设有外螺纹，圆柱形管(6)一端设有与端口紧密配合的防火玻璃片(10)，防火玻璃片(10)上设有保护帽(11)，保护帽(11)与钢筒外套(2)螺纹连接；圆柱形管(6)另一端口设有支撑管架(4)，置于圆柱形管(6)内的支撑管架(4)内设有光电转换器(8)，支撑管架(4)与圆柱形管(6)之间设有密封圈(5)，密封圈(5)的外沿嵌入钢筒外套(2)的密封槽内，支撑管架(4)的管口上设有螺丝堵(3)，螺丝堵(3)与钢筒外套(2)内螺纹连接，螺丝堵(3)上设有通线孔，光电转换器(8)的电缆引线通过螺丝堵(3)上通线孔与电缆接插件(9)连接，电缆接插件(9)上设有堵帽(1)，堵帽(1)与钢筒外套(2)外螺纹连接，圆柱形管(6)上设有抽气孔，抽气孔上设有球形阀(7)。

2.根据权利要求1所述的真空腔式辐射源温度传感器，特征在于：圆柱形管(6)为石英玻璃管(6)或黑色陶瓷材料，石英玻璃管(6)内壁涂为黑色。

3.根据权利要求1所述的真空腔式辐射源温度传感器，特征在于：螺丝堵(3)与支撑管架(4)管口间设有橡胶垫(12)。

4.根据权利要求1所述的真空腔式辐射源温度传感器，特征在于：抽气孔与球形阀(7)间设有橡胶垫(12)。

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