CN102944332A - 一种高温钨铼热电偶检定用保护管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高温钨铼热电偶检定用保护管，属于高温钨铼热电偶检定或校准领域。包括保护管、标准器辐射测试孔、上钨片光栅和下钨片光栅以及用于密封圈和法兰；保护管的一端为封闭状态，另一端为敞口状态；保护管内管壁采用两级阶梯式设计；管壁厚的区域为均温区，也是被校准热电偶的感温区，其他区域为非均温区；保护管下端底部与均温区接触的管壁上开有标准器辐射测试孔；非均温区放置两组钨片光栅，一组放置于均温区与非均温区交界处；另一组放置于非均温区中部；本发明最大程度的减小校准结果的不确定度，极大地改善高温钨铼热电偶在3000℃及以下温度点校准条件。

Description

一种高温钨铼热电偶检定用保护管
技术领域
本发明涉及一种高温钨铼热电偶检定用保护管，属于高温钨铼热电偶检定或校准领域。
背景技术
钨铼热电偶检定或校准过程中，考虑到其对校准气氛的需要，所以在校准过程中需要对其存在的环境进行隔离，因此设计一种高温热电偶检定用保护管，该保护管可以对热电偶在高温状态下进行保护，确保其不被氧化和环境污染，从而使被校准热电偶能够真实反映其性能。钨铼热电偶校准装置包括了高温炉炉体、温度控制系统、水冷系统、抽真空系统以及充气保护系统和数据采集系统六大部分，而保护管仅是炉体其中的一个分支，但在校准过程中保护管的作用却不可忽视，保护管结构设计的优劣将直接影响最终的校准结果好坏，因此在炉体设计过程为关键部件。
本专利中描述的高温是指在2000℃以上温度点，2000℃以下的热电偶保护管目前的种类较多，性能稳定，如应用较多的刚玉管或石英管等，而在高于2000℃以上温度，性能稳定的保护管就较少，尤其是针对钨铼热电偶的，因此提出本专利中的高温钨铼热电偶保护管。
目前对于钨铼偶丝型热电偶的校准大都在炉膛内直接充气或抽真空方式，由于高温热电偶检定炉的发热体大都选择石墨作为发热元件，因此高温状态先在一定程度上会对钨铼偶丝造成不同程度的污染，从而使其性能发生变化，校准过程不能真实反映偶丝的性能，而采用本专利提到的保护管，可以使钨铼热电偶的校准环境大大改变，从而真实的反映出被校高温热电偶的示值误差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种满足检定或校准要求的高温钨铼热电偶用的高温保护管，使其在高温校准或检定状态下处于还原性气氛中同时也保证偶丝不被炉膛发热体污染。本发明的目的是为了解决目前在钨铼热电偶检定过程中气氛不同以及由于炉膛发热体对偶丝造成污染而带来的校准偏差问题。提供了一种高温钨铼热电偶检定用保护管。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
本发明的一种高温钨铼热电偶检定用保护管，包括保护管、标准器辐射测试孔、上钨片光栅、下钨片光栅、密封圈、法兰；保护管的一端为封闭状态，称谓下端，另一端为敞口状态，称谓上端；保护管内管壁采用两级阶梯式设计，靠近下端的阶梯高于另一级；管壁厚的区域为均温区，也是被校准热电偶的感温区，其他区域为非均温区；保护管下端底部与均温区接触的管壁上开有标准器辐射测试孔，校准所用标准器通过该孔测试到被校准热电偶的温度；非均温区放置两组钨片光栅，一组放置于均温区与非均温区交界处，称为上钨片光栅，为了减小均温区对在高温条件下对外部的辐射换热；另一组放置于非均温区中部，称为下钨片光栅，为了减小非均温区的热量对高温炉炉体端部和电极的辐射传热；保护管上端采用法兰形式与外部的炉体绝缘四氟垫通过螺栓相连接；
将被校准的钨铼热电偶从保护管上端插入，通过法兰6密封连接处，穿过保护管1中间的上钨片光栅3和下钨片光栅4，使热电偶处于保护管1的均匀温度区中，拧紧上部的法兰，保护炉膛的气氛不进入保护管中。炉子开始升温的同时对保护管1内进行抽真空和充气保护，待温度升到设定的温度并保持温度稳定后，标准器光电高温计透过炉体外的玻璃片照到保护管底部的辐射测试孔2中，由于保护管1均温区与辐射测试孔很近，认为两者所测到温度值是相同的，通过标准光电高温计和钨铼热电偶测试出的温度值对比，得到被校热电偶的在当前点的示值误差。
所述保护管的材料为钨系合金或者金属钨。
所述测试孔采用类椭圆形结构，用于光电高温计测温，探测保护管底部温度，在设计上充分考虑保护管的热胀原理，即设计成的圆孔能够满足在高温下保护管的变形量不会影响到光电高温计对其底部的探测和温度测试，确保能够使保护管底部的均温区温度和辐射测试孔的温度接近。标准器辐射测试孔是在保护管下端加工一个椭圆形的孔，深度不超过均匀温区的直径，椭圆孔的上端距离保护管下端底面的距离在10mm以内。
所述上钨片光栅由五片光栅片组成，光栅片通过焊接连接。
所述下钨片光栅由五片光栅片组成，光栅片通过焊接连接。
所述密封圈为金属材料。
有益效果
本发明的一种高温钨铼热电偶检定用保护管，以金属钨或钨系合金作为检定或校准钨铼热电偶的保护管材料，可以在热电偶检定或校准过程中对热电偶所处的环境进行隔离，对其进行很好的保护，同时在保护管下部设计有测试孔，可以确保标准器测试到温度与被校热电偶的温度基本相同，从而最大程度的减小校准结果的不确定度，极大地改善高温钨铼热电偶在3000℃及以下温度点校准条件。
以往对于钨铼热电偶的校准，保护措施基本上也是采用抽真空和充气保护相结合的方式，本发明中所涉及的高温炉是采用石墨发热体，被校热电偶直接置入保护管腔体内，但以往校准用的炉体是直接采用保护管发热，热电偶放置保护管内，在安装时需要特别注意不能让偶丝和发热体之间接触，否则就会破坏保护管或者形成短路。采用本结构后基本可以避免上述问题的发生。
附图说明
图1是本发明保护管的结构示意图；
图2是本发明的辐射测试孔结构示意图；
图3是本发明的钨片光栅结构示意图。
其中，1-保护管、2-标准器辐射测试孔、3-上钨片光栅、4-下钨片光栅、5-密封圈、6-法兰。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做以下详细描述。
实施例1
一种高温钨铼热电偶检定用保护管1，包括保护管1、标准器辐射测试孔2、上钨片光栅3、下钨片光栅4、密封圈5和法兰6；保护管1的一端为封闭状态，称谓下端，另一端为敞口状态，称谓上端；保护管1内管壁采用两级阶梯式设计，靠近下端的阶梯高于另一级；管壁厚的区域为均温区，也是被校准热电偶的感温区，其他区域为非均温区；保护管1下端底部与均温区接触的管壁上开有标准器辐射测试孔2，校准所用标准器通过该孔测试到被校准热电偶的温度；非均温区放置两组钨片光栅，一组放置于均温区与非均温区交界处，称为上钨片光栅3，为了减小均温区对在高温条件下对外部的辐射换热；另一组放置于非均温区中部，称为下钨片光栅4，为了减小非均温区的热量对高温炉炉体端部和电极的辐射传热；保护管1上端采用法兰6形式与外部的炉体绝缘四氟垫通过螺栓相连接；
将被校准的钨铼热电偶从保护管1上端插入，通过法兰6密封连接处，穿过保护管1中间的上钨片光栅3和下钨片光栅4，使被校热电偶端部处于保护管1的均匀温度区中，拧紧上部的法兰6，保护炉膛的气氛不进入保护管1中。炉子开始升温的同时对保护管1内进行抽真空和充气保护，待温度升到设定的温度并达到稳定状态后(达到设定温度30min后)，标准器光电高温计透过炉体外的玻璃片照到保护管1底部的辐射测试孔2中，由于保护管1均温区与辐射测试孔2很近，认为两者所测到温度值是相同的，通过标准光电高温计和钨铼热电偶测试出的温度值对比，得到被校热电偶的在当前点的示值误差。文中所述保护管1的材料为金属钨。所述测试孔采用类椭圆形结构，用于光电高温计测温，探测保护管1底部温度，标准器辐射测试孔2是在保护管1下端加工一个椭圆形的孔，深度24mm，椭圆孔的上端距离保护管1下端底面的距离为8mm。所述上钨片光栅3由五片光栅片组成，光栅片通过焊接连接；所述下钨片光栅4由五片光栅片组成，光栅片通过焊接连接；所述密封圈5为金属材料。

Claims (7)

1.一种高温钨铼热电偶检定用保护管，其特征在于：包括保护管(1)、标准器辐射测试孔(2)、上钨片光栅(3)、下钨片光栅(4)、密封圈(5)、法兰(6)；保护管(1)的一端为封闭状态，称谓下端，另一端为敞口状态，称谓上端；保护管(1)内管壁采用两级阶梯式设计，靠近下端的阶梯高于另一级；管壁厚的区域为均温区，也是被校准热电偶的感温区，其他区域为非均温区；保护管(1)下端底部与均温区接触的管壁上开有标准器辐射测试孔(2)；非均温区放置两组钨片光栅，一组放置于均温区与非均温区交界处，称为上钨片光栅(3)；另一组放置于非均温区中部，称为下钨片光栅(4)；保护管(1)上端采用法兰(6)形式与外部的炉体绝缘四氟垫通过螺栓相连接。
2.如权利要求1所述的一种高温钨铼热电偶检定用保护管，其特征在于：所述保护管(1)的材料为钨系合金或者金属钨。
3.如权利要求1所述的一种高温钨铼热电偶检定用保护管，其特征在于：所述测试孔采用类椭圆形结构。
4.如权利要求1所述的一种高温钨铼热电偶检定用保护管，其特征在于：所述上钨片光栅(3)由五片光栅片组成，光栅片通过焊接连接。
5.如权利要求1所述的一种高温钨铼热电偶检定用保护管，其特征在于：所述下钨片光栅(4)由五片光栅片组成，光栅片通过焊接连接。
6.如权利要求1所述的一种高温钨铼热电偶检定用保护管，其特征在于：所述密封圈(5)为金属材料。
7.如权利要求1或3所述的一种高温钨铼热电偶检定用保护管1，其特征在于：所述椭圆孔的上端距离保护管(1)下端底面的距离在10mm以内。
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