CN104614087A - 一种用于测量带电管壁温度的热电偶辅助测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于测量带电管壁温度的热电偶辅助测量装置，所述装置包括导流环，所述导流环设置有带有紧固螺栓的凸缘，导流环上还设置有一段凸台，所述凸台中部设置有带有旋转手柄的热电偶安装槽，所述热电偶安装槽上方通过螺钉座活动连接有平头螺钉。本发明具有结构及操作简单、精确度高、稳定高效、灵敏度高、节约成本等优点。

Description

一种用于测量带电管壁温度的热电偶辅助测量装置

技术领域

本发明涉及测量温度的热电偶辅助测量工装，更具体的说，是涉及一种用于测量带电管壁温度的热电偶辅助测量装置。

背景技术

在某些情况下，我们往往需要用热电偶测量带电物体的表面温度，例如测量电发热管、电热丝、电热平板的表面温度，或者在其他特定工况下测量带电管壁表面温度，以获得设备的工作状况。此时，如果管壁上电压梯度较大，如果不采取措施，则会因为热电偶与待测表面并联导致热电偶测量端附加电势过大，测温不准。

现在通常的做法主要有两种，一：是将热电偶测试端与带电体进行绝缘，二：对热电偶电压信号进行过滤或数据修正。绝缘法往往是将绝缘材料布置在热电偶测段与壁面之间或者采用偶丝与保护套管绝缘的铠装热电偶进行测量。例如在待测表面粘一层绝缘胶带或布置其他绝缘材料，以实现热电偶不受附加电势影响。信号过滤法则是对交流电压采用滤波器过滤交流信号，对直流附加电势可以通过特殊方法进行附加电势的估算。现有方法对测量设备的投资较大，且要选择合适的设备需要一定的理论基础，否则不能达到预期的效果，实施起来具有一定的难度。例如，绝缘材料往往导热性较差，导致测量误差大，而导热好的绝缘材料则往往受到温上限的限制。采用铠装热电偶则导致热电偶测量的灵敏度和精度降低，同时铠装热电偶在狭小空间及曲面上安装比较困难，铠装热电偶本身成本也较高。采用信号过滤法则需要较高的理论基础，否则达不到效果，不适用于一般技术人员、施工人员使用，同时成本高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种用于测量带电管壁温度的热电偶辅助测量装置，本装置具有结构及操作简单、精确度高、稳定高效、灵敏度高、节约成本等优点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于测量带电管壁温度的热电偶辅助测量装置，所述装置包括导流环，所述导流环设置有带有紧固螺栓的凸缘，导流环上还设置有一段凸台，所述凸台中部设置有带有旋转手柄的热电偶安装槽，所述热电偶安装槽上方通过螺钉座活动连接有平头螺钉。

所述导流环由电阻系数较小金属材料制成。

所述导流环由银、铜、铝其中的一种制成。

所述导流环的厚度为0.5-5mm。

所述平头螺钉由尼龙制成。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

1.本发明装置中的导流环由电阻系数小的纯金属制成，使用时将导流环与待测金属管壁贴紧连接，通过降低待测部位及其附近的总电阻，进而降低了局部电压梯度，使得测量数据更加可靠，精确。

2.本发明导流环中的热电偶安装槽上设置有可以调节方向的旋转手柄，使用时可以通过调整热电偶方向，从而最大限度减小附加电势，同时几乎不受温度上限的制约，使本发明装置稳定高效，且对交、直流电均适用。

4.本发明的热电偶安装槽上方通过平头尼龙螺钉固定，热电偶更换方便，同时使热电偶测头与导流环紧密贴合，加之尼龙螺钉导热差且质地较软，从而减小热量扩散，提高测量精度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是凸台部分的放大结构示意图。

图3是使用前后效果对比图。

附图标记：1-导流环 2-凸缘 3-紧固螺栓 4-凸台 5-热电偶安装槽 6-螺钉座 7-平头螺钉 8-旋转手柄

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1和图2所示：一种用于测量带电管壁温度的热电偶辅助测量装置，所述装置包括导流环1，导流环1由电阻系数较小金属材料制成，如银、铜、铝其中的任意一种，本实施例中的导流环1由纯铜制成，内径为22mm，厚度为1mm；导流环1设置有带有紧固螺栓3的凸缘2，使用时通过固定紧固螺栓3实现导流环1与待测管壁紧密贴合，及热电偶连接部分与待测部分的紧密贴合；导流环1上还设置有一段凸台4，凸台4的中部设置有带有旋转手柄8的热电偶安装槽5，通过旋转手柄8的旋转可调整热电偶相对管壁的安装位置，配合二次仪表找到附加电势最小的方向(热电偶两根偶丝上均存在附加电势，在一个特定安装方向上，两根偶丝上的附加电势能最大限度的相互抵消)，从而使得导流环1与旋转手柄8的共同作用下，最大限度的减小热电偶附加电势，确保测量精度及稳定性。

热电偶安装槽5的上方设置有螺钉座6，螺钉座6内安装有平头螺钉7，平头螺钉7由尼龙制成，使用时在热电偶安装槽5内安装好热电偶后，再通过平头螺钉7使热电偶测头与底部的导流环1紧密贴合，由于平头螺钉7为尼龙66材质，质地较软，这样热电偶测头会凹陷进尼龙平头螺钉7的头部，从而减小了热量扩散，提高了测量精度。

本发明中导流环1与待测金属管壁在局部并联，通过降低待测部位及其附近的总电阻，进而降低了局部电压梯度，导流环1的截面积越大，附加电势减小的越明显。具体可以通过导流环与待测管壁并联部分的电阻值R1与R2来定量分析，使用导流环1后的热电偶附加电势与不使用导流环的最大附加电势之比为R1/R2，因此R1/R2的值越小则附加电势减小的越明显，因此导流环1应当有相对待测管壁较大的截面积，从而可利用调整导流环1的相对截面积来进一步提高温度测定的准确性及精度。

图3为通过安捷伦数据采集仪得到的附加电势消失瞬间热电偶测得温度的变化(对热电偶进行保温)曲线图，实验结果在φ22×1不锈钢管壁上测得，不锈钢管壁上的电压梯度为20V/m，导流环1的截面积为2.27mm²，材质为纯铜。由图可见，直接固定热电偶时，附加电势消失瞬间(通过关闭电源实现)温度出现剧烈波动(说明附加电势较大)，当采用本发明的固定装置后，温度波动几乎消失，可见本发明装置对减少热电偶附加电势的影响非常明显稳定可靠。

Claims (5)

1.一种用于测量带电管壁温度的热电偶辅助测量装置，其特征在于，所述装置包括导流环，所述导流环设置有带有紧固螺栓的凸缘，导流环上还设置有一段凸台，所述凸台中部设置有带有旋转手柄的热电偶安装槽，所述热电偶安装槽上方通过螺钉座活动连接有平头螺钉。

2.根据权利要求1所述的一种用于测量带电管壁温度的热电偶辅助测量装置，其特征在于，所述导流环由电阻系数较小金属材料制成。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于测量带电管壁温度的热电偶辅助测量装置，其特征在于，所述导流环由银、铜、铝其中的一种制成。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于测量带电管壁温度的热电偶辅助测量装置，其特征在于，所述导流环的厚度为0.5‐5mm。

5.根据权利要求1所述的一种用于测量带电管壁温度的热电偶辅助测量装置，其特征在于，所述平头螺钉由尼龙制成。