CN102305665A - 高温高真空测温装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温高真空测温装置，用于测量处于高温高真空状态的设备的腔体内部检测点的温度，包括红外测温仪、测温玻璃和冷过滤装置，测温玻璃安装在腔体与红外测温仪之间，冷过滤装置设置于测温玻璃和腔体之间，其温度低于腔体的温度，测温玻璃的表面空间通过冷过滤装置的内部通道与腔体连通。被测设备内部物体产生的挥发物须通过冷过滤装置才能到达测温玻璃的表面，这些挥发物与冷过滤装置的内部通道接触后迅速由气态变为固态并吸附在冷过滤装置上，最终，与测温玻璃的表面接触的挥发物的分子数或原子数就明显减少，提高了测温值的准确度，可对设备的温度进行连续测量，使系统能够对温度数据进行实时采集、实时分析处理，有效控制设备的运行过程。

Description

高温高真空测温装置

技术领域

本发明涉及设备温度测量技术领域，特别涉及高温高真空测温装置。

背景技术

在高温高真空状态下运行的设备的温度测量技术目前分为接触式测温和非接触式测温，非接触式测温又分为很多种，而其中的红外测温以其响应时间快、使用安全及使用寿命长等优点得到广泛应用。

任何温度高于绝对零度的物体内部的分子都在不停地运动，这种分子运动会使物体不断地向周围空间发出红外辐射能量，从而在物体表面形成一定的温度场。如果能够有效吸收物体向周围空间发出的红外辐射能量，那么就可以准确测量出物体表面的温度。红外测温仪就是利用了这一原理进行温度测量的，它由光学系统、光电探测器、信号放大器、信号处理器、显示输出等部分组成，其中，光学系统用于汇聚其视场内的目标红外辐射能量，经汇聚的红外辐射能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号，该电信号再经信号放大器和信号处理器的换算转变为被测目标的温度值。可见，采用红外测温仪测量设备内部的物体的温度即可诊断设备的发热情况，进而随时监控设备的运行状况。

高温高真空状态下的设备都是封闭的，这时利用红外测温仪测量设备的温度时，一般要在设备上加装测温玻璃，设备内部物体所发出的红外辐射能量透过测温玻璃才能进入红外测温仪的视场。然而，在高温高真空状态下，测温玻璃表面的温度要比设备内部物体的温度低，在这种状态下，设备运行时其内部物体所产生的挥发物与测温玻璃接触后，其温度会迅速降低，随即由气态转化为固态而沉积在测温玻璃的表面上，这就导致红外测温仪不能在后续的测量中完全吸收设备内部物体所辐射出的红外能量，使得测温值随时间衰减，测温值不准确。经过上述分析可知，减少与测温玻璃表面接触的挥发物的分子或原子的数量，是降低挥发物在测温玻璃表面沉积速度的有效手段。

现有的技术中，在测温装置中增加一个开关阀门装置可以有效减缓设备内部的挥发物在测温玻璃上的沉积速度，但由于大部分时间阀门处于关闭状态，使得测温过程不能连续，所以无法对温度数据进行实时采集、实时分析处理，不能对系统进行有效控制。

如何降低设备内部的挥发物在测温玻璃上的沉积速度是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够降低设备内部的挥发物在测温玻璃上的沉积速度的高温高真空测温装置。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种高温高真空测温装置，用于测量处于高温高真空状态的设备的腔体内部检测点的温度，包括红外测温仪和安装在所述腔体与所述红外测温仪之间的测温玻璃，还包括温度低于所述腔体的冷过滤装置，所述冷过滤装置设置于所述测温玻璃和所述腔体之间，所述测温玻璃的表面空间通过所述冷过滤装置的内部通道与所述腔体连通。

优选地，还设置有用于固定所述红外测温仪的测温仪安装座，所述测温玻璃密封于所述测温仪安装座与所述冷过滤装置所构成的空间内，所述测温仪安装座与所述冷过滤装置通过法兰连接。

优选地，所述冷过滤装置包括冷过滤管和将所述冷过滤管环绕的外壁，两者之间形成环形空腔，所述冷过滤管构成所述冷过滤装置的内部通道。

优选地，所述冷过滤管为多个固定连接的细长管。

优选地，所述外壁的下端和上端分别设置冷却介质进口和冷却介质出口。

优选地，所述外壁分别通过上法兰和下法兰与所述腔体和所述测温仪安装座连接。

优选地，所述冷过滤装置为上表面和下表面均带有法兰的圆柱体，其内部设置的多个细长孔构成所述冷过滤装置的内部通道。

优选地，所述冷过滤装置的外表面上设置有多个散热翅片。

优选地，所述冷过滤装置的材料为铜、铝、铁或钢。

通过上述技术方案可以看出，本发明中的冷过滤装置的温度低于被测设备的腔体的温度，被测设备的腔体内部的物体产生的挥发物要经过冷过滤装置的内部通道才能达到测温玻璃，而在这一过程中，挥发物很难不与冷过滤装置的内部通道接触，所以大多数挥发物的分子或原子会与冷过滤装置接触，并迅速由气态转化为固态后吸附到冷过滤装置的上，只有极少数的挥发物分子或原子直接到达测温玻璃的表面并沉积，由此便有效降低了在测温玻璃上沉积的挥发物的分子数或原子数，将挥发物在测温玻璃上的沉积速度控制在不影响测温精度的范围内，显著提高了测温值的准确度。

另一方面，本发明所提供的测温装置可以对设备的温度进行连续测量，使系统能够对温度数据进行实时采集、实时分析处理，进而对设备的运行过程进行有效的控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的高温高真空测温装置一种具体实施方式的俯视示意图；

图2为图1的A-A向剖视示意图；

图3为本发明提供的冷过滤装置的另一种具体实施方式的俯视示意图；

图4为图3的B-B向剖视示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种高温高真空测温装置，能够有效减少在测温玻璃上沉积的设备内部的挥发物的分子数或原子数，降低挥发物在测温玻璃上的沉积速度，显著提高测温值的准确度，对设备的温度进行连续测量，使系统能够对温度数据进行实时采集、实时分析处理，进而对设备的运行过程进行有效的控制。

为了使本领域技术人员可以更好的理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

同时参见图1和图2，图1为本发明提供的高温高真空测温装置一种具体实施方式的俯视示意图，图2为图1的A-A向剖视示意图。

在一种具体实施方式中，本发明提供了一种高温高真空测温装置，用于测量处于高温高真空状态下的设备的腔体的温度。

该装置包括红外测温仪2、测温玻璃3和冷过滤装置4，测温玻璃3安装在腔体1与红外测温仪2之间，冷过滤装置4设置于测温玻璃3和腔体1之间，其温度低于腔体1的温度，测温玻璃3的表面空间通过冷过滤装置4的内部通道与腔体1连通。

被测设备运行时，其腔体1内存在用于反应的物体，这些物体内部的分子由于不间歇的运动会不断地向周围空间发出红外辐射能量，这些红外辐射能量透过上述测温装置中的测温玻璃3进入红外测温仪2的视场中，红外测温仪2将吸收到的红外辐射能量转换后就能得到被测设备的腔体1的温度。一般地，处于高温高真空状态的设备的腔体1内反应的物体会产生一部分挥发物，这些挥发物会从腔体1内部扩散到测温玻璃3的上表面后沉积，对测温值的准确度产生不良影响。而本发明所提供的测温装置的关键就在于，设置于腔体1和测温玻璃3之间的冷过滤装置4的温度低于腔体1的温度，也就低于从腔体1内部扩散出来的挥发物的温度，而这些挥发物向测温玻璃3扩散的过程中很难不与冷过滤装置4接触，这些与温度较低的冷过滤装置4接触的挥发物会迅速由气态转化为固态而吸附在冷过滤装置4上，而另外一部分未与冷过滤装置4接触的挥发物则会直接到达测温玻璃3的上表面。显然，采用本发明所提供的测温装置即可降低与测温玻璃3接触的挥发物的分子或原子的数量，明显提高了测温值的准确度。

为了更为方便地将红外测温仪2与整个测温装置固定，本发明还提供了测温仪安装座6，红外测温仪2固定安装在测温仪安装座6的下端，测温玻璃3则密封于测温仪安装座6与冷过滤装置4所构成的空间内，测温仪安装座6与冷过滤装置4通过法兰连接。

本发明所提供的冷过滤装置4的具体结构可以有很多种形式，只要其温度低于腔体1的温度，并能够保证红外测温仪2充分吸收腔体1内物体发出的红外辐射能，即可实现本发明的目的。具体的，本发明提供两种冷过滤装置4的具体实施方式。

继续参见图1，在一种具体实施方式中，冷过滤装置4包括冷过滤管41和将所述冷过滤管41环绕的外壁42，两者之间形成环形空腔，冷过滤管41构成冷过滤装置4的内部通道。外壁42与腔体1、测温仪安装座6均固定连接。被测设备的腔体1内扩散出来的挥发物必须经过冷过滤管41才能到达测温玻璃3的上表面，所以温度低于腔体1的温度的冷过滤管41是实现吸附挥发物的关键结构。更优地，可以将冷过滤管4设置为多个固定连接的细长管，提高挥发物与冷过滤管41的接触概率。具体测量时，可以在冷过滤管41与外壁42形成的环形空腔内放置低温物质，将冷过滤管41的温度保持在较低的范围内。

为了长时间地将冷过滤管41的温度保持在较低温度，本发明所提供的测温装置在外壁42的上端和下端分别设置冷却介质进口45和冷却介质出口46，低温的冷却介质通过冷却介质进口45和冷却介质出口46在冷过滤装置4中循环流动，这一结构既保证了吸附效率，也有利于冷却过程的具体实施。上述的冷却介质可以是液体，如水或者油等，也可以是气体，如空气等。

为了腔体1与测温装置的安装可靠、方便，外壁42分别通过上法兰43和下法兰44与腔体1和测温仪安装座6连接，具体地，上法兰43和下法兰44上均设置有螺纹孔，而测温仪安装座6的上表面上也对应地设置有与下法兰44上的螺纹孔对应的孔。采用这种法兰结构可以简化安装，并有利于测温装置的维修，降低了维护成本。

同时参见图3和图4，图3为本发明提供的冷过滤装置4的另一种具体实施方式的俯视示意图，图4为图3的B-B向剖视示意图。

在冷过滤装置4另一种具体实施方式中，冷过滤装置4为上表面和下表面均带有法兰的圆柱体，其内部设置的多个细长孔47构成所述冷过滤装置4的内部通道。上述的冷过滤装置4采用铜、铝、铁或钢等导热性良好的材料制成，与细长孔47接触的挥发物内的热量可以迅速由冷过滤装置4导走，使得挥发物由气态转化为固态后吸附到细长孔47上，实现了本发明的目的。

进一步地，在冷过滤装置4的外表面上设置有多个散热翅片，这些散热翅片能够将冷过滤装置4的温度降至更低，显著提高了冷过滤装置4的吸附效率。

本发明所提供的高温高真空测温装置中的冷过滤装置4与被测设备的腔体1直接连通，而腔体1处于高温高真空状态，所以本发明中的各个部件之间必须增加密封件5进行密封，保证腔体1始终处于高温高真空状态。具体地，冷过滤装置4与腔体1、测温玻璃3与冷过滤装置4、测温玻璃3与测温仪安装座6均采用密封件5密封。上述的密封件为O型密封圈、金属异性垫圈或金属包皮垫圈等。

通过上述各个具体实施方式可以看出，本发明中的冷过滤装置4的温度低于被测设备的腔体1的温度，腔体1内部物体产生的挥发物要经过冷过滤装置4的内部通道才能达到测温玻璃3，而在这一过程中，挥发物很难不与冷过滤装置4接触，所以大多数挥发物的分子或原子会与冷过滤装置4接触，并由气态转化为固态后吸附到冷过滤装置4上，只有极少数的挥发物分子或原子直接到达测温玻璃3的表面并沉积，由此便有效降低了在测温玻璃3上沉积的挥发物的分子数或原子数，将挥发物在测温玻璃3上的沉积速度控制在不影响测温精度的范围内，提高了测温值的准确度。

另一方面，本发明所提供的测温装置可以对设备的温度进行连续测量，使系统能够对温度数据进行实时采集、实时分析处理，进而对设备的运行过程进行有效的控制。

以上对本发明所提供的高温高真空测温装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种高温高真空测温装置，用于测量处于高温高真空状态的设备的腔体(1)内部检测点的温度，包括红外测温仪(2)和安装在所述腔体(1)与所述红外测温仪(2)之间的测温玻璃(3)，其特征在于，还包括温度低于所述腔体(1)的冷过滤装置(4)，所述冷过滤装置(4)设置于所述测温玻璃(3)和所述腔体(1)之间，所述测温玻璃(3)的表面空间通过所述冷过滤装置(4)的内部通道与所述腔体(1)连通。

2.按照权利要求1所述的测温装置，其特征在于，还设置有用于固定所述红外测温仪(2)的测温仪安装座(6)，所述测温玻璃(3)密封于所述测温仪安装座(6)与所述冷过滤装置(4)所构成的空间内，所述测温仪安装座(6)与所述冷过滤装置(4)通过法兰连接。

3.按照权利要求2所述的测温装置，其特征在于，所述冷过滤装置(4)包括冷过滤管(41)和将所述冷过滤管(41)环绕的外壁(42)，两者之间形成环形空腔，所述冷过滤管(41)构成所述冷过滤装置(4)的内部通道。

4.按照权利要求3所述的测温装置，其特征在于，所述冷过滤管(41)为多个固定连接的细长管。

5.按照权利要求4所述的测温装置，其特征在于，所述外壁(42)的下端和上端分别设置冷却介质进口(45)和冷却介质出口(46)。

6.按照权利要求5所述的测温装置，其特征在于，所述外壁(42)分别通过上法兰(43)和下法兰(44)与所述腔体(1)和所述测温仪安装座(6)连接。

7.按照权利要求2所述的测温装置，其特征在于，所述冷过滤装置(4)为上表面和下表面均带有法兰的圆柱体，其内部设置的多个细长孔(47)构成所述冷过滤装置(4)的内部通道。

8.按照权利要求7所述的测温装置，其特征在于，所述冷过滤装置(4)的外表面上设置有多个散热翅片。

9.按照权利要求7或8所述的测温装置，其特征在于，所述冷过滤装置(4)的材料为铜、铝、铁或钢。

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