CN105004436A - 一种扁管保护套薄片式温度传感器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扁管保护套薄片式温度传感器，包括温度检测元件-铂热电阻，补偿导线，导热硅橡胶填充物，无缝不锈钢扁管保护套，堵头件；无缝不锈钢扁管保护套在宽度与高度方向的长度比为2-15：1，补偿导线包括电线及包覆在电线外的护套；铂热电阻配合设于无缝不锈钢扁管保护套内，电线一端与铂热电阻电弧焊连接，另一端伸出无缝不锈钢扁管保护套，导热硅橡胶填充物填充在无缝不锈钢扁管保护套与补偿导线、铂热电阻间的空隙，堵头件配合设于无缝不锈钢扁管保护套远离补偿导线一端的端部，无缝不锈钢扁管保护套靠近补偿导线一端的端部在宽度方向两侧面通过压印铆接固定。本发明还公开了一种扁管保护套薄片式温度传感器的制作方法。

Description

一种扁管保护套薄片式温度传感器及其制作方法

技术领域

本发明涉及温度传感器技术领域，尤其涉及一种扁管保护套薄片式温度传感器及其制作方法。

背景技术

许多重要的运动组件在外力拖动下都要做高速旋转或直线运动，如动车电机绕组、风电发电机组绕组、发电机组绕组及轴瓦组件等，这些机构在高速运转时都要产生温度，且随着运转时间或运转条件的变化，温度也作成比例的上升，由于材料及工作性质所限，这个温度上升只能控制在技术允许的指标以下，温度不作限制的上升，将会造成设备的失效甚至造成恶性事故，所以设计单位都密切关注设备运转温升，并将温度控制作为重要的技术保障手段。这些设备在构造上及空间上都很紧凑，允许测量空间通常不超过3mm，所以对温度检测的传感器形状及外形尺寸都有比较特殊的要求，特别对插入的传感器的截面尺寸和综合强度提出许多技术要求；例如绕组温升需要在绕组间的缝隙插入或预埋入这种温度传感器，为了更精确的测量轴瓦等物体的温升，需要将温度传感器随着物体表面形状贴着进行测量工作。许多重要设备的运转组件在工作时都会产生温升，由于许多运动组件允许测量的空间十分狭窄，且表面形状各异，对测量运动组件温升的温度传感器实体形状、截面尺寸及综合强度有着很高的技术要求。

目前市场上流行的一种薄片式温度传感器是采用酚醛骨架，外包不锈钢薄皮，然后进行长度方向上的焊接，端头焊接而成。这种结构的温度传感器主要缺陷是：1.保护套外壳材料太薄，一般小于0.1毫米，强度不够，同时由于属于特薄钢片，其焊接和加工的工艺性都不好；2.传感器保护套长度方向进行焊接，工艺性要求特高，且留下焊缝隐患，需要作弯曲时，焊缝处容易出现开裂，可靠性差；3.酚醛骨架加工性不好，又不宜弯曲，且高温时发生膨胀，传感器整体性能下降；鉴于上述技术及质量缺陷，这种型式的薄片型温度传感器发展和应用受到了局限。

发明内容

本发明提出了一种扁管保护套薄片式温度传感器及其制作方法，不仅实现了不锈钢保护套管无缝化，骨架加工性好，易弯曲，高温不易膨胀，且使得温度传感器整体强度得到很大的提高，可贴合测量物形状表面进行工作，提高了温度测量的准确性和响应速度，且制作工艺简单，便于实际操作。

本发明提出的一种扁管保护套薄片式温度传感器，包括温度检测元件-铂热电阻，补偿导线，导热硅橡胶填充物，无缝不锈钢扁管保护套，堵头件；无缝不锈钢扁管保护套在宽度与高度方向的长度比为2-15：1，补偿导线包括电线及包覆在电线外的护套。

铂热电阻配合设于无缝不锈钢扁管保护套内，电线一端与铂热电阻电弧焊连接，另一端伸出无缝不锈钢扁管保护套；导热硅橡胶填充物填充在无缝不锈钢扁管保护套与补偿导线、铂热电阻间的空隙，堵头件配合设于无缝不锈钢扁管保护套远离补偿导线一端的端部，无缝不锈钢扁管保护套靠近补偿导线一端的端部在宽度方向的两侧面通过压印铆接固定。

优选地，导热硅橡胶填充物为双组份加成型液体硅橡胶。

优选地，铂热电阻为Pt100铂热电阻。

优选地，护套采用聚四氟乙烯材料制成。

优选地，无缝不锈钢扁管保护套的制作方法，包括如下步骤：

S1、按所需无缝不锈钢扁管保护套的外周长确定为无缝不锈钢扁管保护套的周长；

S2、按S1的无缝不锈钢扁管保护套的周长选出对应的圆管；

S3、对S2选出的圆管内插入限高铁片，限高铁片高度为无缝不锈钢扁管保护套的高度减去其2个壁厚；

S4、将插入限高铁片的圆管放入压力机平台压成无缝不锈钢扁管保护套，抽出限高铁片。

本发明还公开了一种扁管保护套薄片式温度传感器的制作方法，包括如下步骤：

S1、向无缝不锈钢扁管保护套一端的端部插入扁管堵头件，在插入的扁管堵头周边进行氩弧焊并进行焊缝处理；

S2、将导热硅橡胶填充物注入S1得到的部件，注入深度为无缝不锈钢扁管保护套长度的10-60％，得到A组件；

S3、将电线穿入护套得到补偿导线，然后将电线一端与铂热电阻焊接得到B组件；

S4、将B组件轻轻推入A组件内，并使补偿导线的一端伸出B组件外；

S5、继续注入导热硅橡胶填充物至充满无缝不锈钢扁管保护套，常温固化；

S6、在无缝不锈钢扁管保护套靠近补偿导线一端端部在宽度方向的相对两侧面通过压印铆接固定，得到扁管保护套薄片式温度传感器。

本发明中，无缝不锈钢扁管保护套的截面尺寸小，导热硅橡胶填充物具有固化前流动性好，固化后收缩率小，固化过程无小分子副产物放出，耐高温低温性好(-60～+200℃)，导热性高，高温下密闭使用时抗硫化还原性好，并具有良好的介电性能；通过采用导热硅橡胶填充物填充并与无缝不锈钢扁管保护套配合作用，不仅实现了不锈钢保护套管无缝化，骨架加工性好，易弯曲，高温不易膨胀，且使得温度传感器整体强度得到很大的提高，可贴合测量物形状表面进行工作，提高了温度测量的准确性和响应速度。另外通过在无缝不锈钢扁管保护套的一端端部配合设置堵头件，另一端通过压印铆接固定，不仅可进一步增强温度传感器整体强度，并可有效防止无缝不锈钢扁管保护套产生形变，进一步提高温度测量的准确性和响应速度，进一步与Pt100铂热电阻配合作用，Pt100铂热电阻作为传感器元件，铂热电阻抗振动、稳定性好，准确度高，耐高压，线性较好，在0-100℃之间变化时，最大非线性偏差小于0.5度；其测量范围：-200℃～+850℃；允许偏差值△℃：±(0.15+0.002│t│)；允通电流≤5mA；Pt100铂热电阻与导热硅橡胶填充物填充物、无缝不锈钢扁管保护套配合作用，可进一步提高温度测量的准确性和响应速度。而采用一定工艺制备的无缝不锈钢扁管保护套，不仅无缝且截面尺寸极小，进而进一步增强制品整体强度；另外扁管保护套薄片式温度传感器的制作工艺简单，便于实际操作。

进一步与Pt100铂热电阻配合作用，Pt100铂热电阻作为传感器元件，铂热电阻抗振动、稳定性好，准确度高，耐高压，线性较好，在0-100℃之间变化时，最大非线性偏差小于0.5度；其测量范围：-200℃～+850℃；允许偏差值△℃：±(0.15+0.002│t│)；允通电流≤5mA；Pt100铂热电阻与硅橡胶、无缝不锈钢扁管保护套配合作用，可进一步提高温度测量的准确性和响应速度。

附图说明

图1为本发明提出的一种扁管保护套薄片式温度传感器的结构示意图。

图2为本发明提出的带有堵头件的无缝不锈钢扁管保护套的结构示意图。

图3为本发明提出的无缝不锈钢扁管保护套的制备工艺流程图。

图4为本发明提出的一种扁管保护套薄片式温度传感器的制备工艺流程图。

具体实施方式

如图1、2、3、4所示，图1为本发明提出的一种扁管保护套薄片式温度传感器的结构示意图。图2为本发明提出的带有堵头件的无缝不锈钢扁管保护套的结构示意图。图3为本发明提出的无缝不锈钢扁管保护套的制备工艺流程图。图4为本发明提出的一种扁管保护套薄片式温度传感器的制备工艺流程图。

参照图1、2，本发明提出的一种扁管保护套薄片式温度传感器，包括温度检测元件-铂热电阻4，补偿导线3，导热硅橡胶填充物2，无缝不锈钢扁管保护套1，堵头件5；无缝不锈钢扁管保护套1在宽度与高度方向的长度比为2-15：1，具体的可以为3:1,5:1,10:1,15:1，补偿导线3包括电线31及包覆在电线31外的护套32；

铂热电阻4配合设于无缝不锈钢扁管保护套1内，电线31一端与铂热电阻4配合连接，另一端伸出无缝不锈钢扁管保护套1，长度根据用户需求配置；导热硅橡胶填充物2填充在无缝不锈钢扁管保护套1与补偿导线3、铂热电阻4间的空隙，堵头件5配合设于无缝不锈钢扁管保护套1远离补偿导线3一端的端部，无缝不锈钢扁管保护套1靠近补偿导线3一端的端部在宽度方向的两侧面通过压印铆接固定。

无缝不锈钢扁管保护套1的截面尺寸小，导热硅橡胶填充物2具有固化前流动性好，固化后收缩率小，固化过程无小分子副产物放出，耐高温低温性好-60～200℃，导热性高，高温下密闭使用时抗硫化还原性好，并具有良好的介电性能；通过采用导热硅橡胶填充物2填充并与无缝不锈钢扁管保护套1配合作用，不仅实现了无缝不锈钢扁管保护套1无缝化，且使得温度传感器整体强度得到很大的提高，可贴合测量物形状表面进行工作，提高了温度测量的准确性和响应速度；通过在无缝不锈钢扁管保护套1的一端端部配合设置堵头件5，另一端采用压印铆接固定，不仅可进一步增强温度传感器整体强度，并可有效防止无缝不锈钢扁管保护套1产生形变，进一步提高温度测量的准确性和响应速度；

在具体实施方式中，导热硅橡胶填充物2为双组份加成型液体硅橡胶。铂热电阻4为Pt100铂热电阻。所述护套32采用聚四氟乙烯材料制成。

Pt100铂热电阻作为传感器元件，铂热电阻抗振动、稳定性好，准确度高，耐高压，线性较好，在0-100℃之间变化时，最大非线性偏差小于0.5度；其测量范围：-200℃～+850℃；允许偏差值△℃：±0.15+0.002│t│；允通电流≤5mA；Pt100铂热电阻与双组份加成型液体硅橡胶、无缝不锈钢扁管保护套配合作用，可进一步提高温度测量的准确性和响应速度。

参照图3，上述无缝不锈钢扁管保护套1的制备方法，包括如下步骤：

S1、按所需无缝不锈钢扁管保护套1的外周长确定为无缝不锈钢扁管保护套的周长；

S2、按S1的无缝不锈钢扁管保护套的周长选出对应的圆管；

S3、对S2选出的圆管内插入限高铁片，限高铁片高度为无缝不锈钢扁管保护套的高度减去其2个壁厚；

S4、将插入限高铁片的圆管放入压力机平台压成无缝不锈钢扁管保护套1，抽出限高铁片。

参照图4，上述扁管保护套薄片式温度传感器的制备方法，包括如下步骤：

S1、向无缝不锈钢扁管保护套1一端的端部插入扁管堵头件5，在插入的扁管堵头周边进行氩弧焊并进行焊缝处理；

S2、将导热硅橡胶填充物2注入S1得到的部件，注入深度为无缝不锈钢扁管保护套1长度的10-60％，具体的10％,25％,40％,60％，得到A组件；

S3、将电线31穿入护套得到补偿导线3，然后将电线31一端与铂热电阻4焊接得到B组件；

S4、将B组件轻轻推入A组件内，并使补偿导线3的一端伸出B组件外；

S5、继续注入导热硅橡胶填充物2至充满无缝不锈钢扁管保护套1，常温固化；

S6、在无缝不锈钢扁管保护套1靠近补偿导线3一端端部在宽度方向的相对两侧面通过压印铆接固定，得到扁管保护套薄片式温度传感器。

需要说明的是，在本发明中，并不对A组件与B组件两个步骤的顺序进行限定，可以根据时间安排的方便性对上述两个步骤的顺序进行调整，本领域技术人员在不付出创造性劳动的基础上，对上述两个步骤的安排调整得到的技术方案，均应在本发明的保护范围之内。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种扁管保护套薄片式温度传感器，其特征在于，包括温度检测元件-铂热电阻(4)，补偿导线(3)，导热硅橡胶填充物(2)，无缝不锈钢扁管保护套(1)，堵头件(5)；无缝不锈钢扁管保护套(1)在宽度与高度方向的长度比为2-15：1，补偿导线(3)包括电线(31)及包覆在电线(31)外的护套(32)；

铂热电阻(4)配合设于无缝不锈钢扁管保护套(1)内，电线(31)一端与铂热电阻(4)电弧焊连接，另一端伸出无缝不锈钢扁管保护套(1)；导热硅橡胶填充物(2)填充在无缝不锈钢扁管保护套(1)与补偿导线(3)、铂热电阻(4)间的空隙，堵头件(5)配合设于无缝不锈钢扁管保护套(1)远离补偿导线(3)一端的端部，无缝不锈钢扁管保护套(1)靠近补偿导线(3)一端的端部在宽度方向的两侧面通过压印铆接固定。

2.根据权利要求1所述的扁管保护套薄片式温度传感器，其特征在于，导热硅橡胶填充物(2)为双组份加成型液体硅橡胶。

3.根据权利要求1所述的扁管保护套薄片式温度传感器，其特征在于，铂热电阻(4)为Pt100铂热电阻。

4.根据权利要求1所述的扁管保护套薄片式温度传感器，其特征在于，护套(32)采用聚四氟乙烯材料制成。

5.根据权利要求1-4任一项所述的扁管保护套薄片式温度传感器，其特征在于，无缝不锈钢扁管保护套(1)的制作方法，包括如下步骤：

S1、按所需无缝不锈钢扁管保护套(1)的外周长确定为无缝不锈钢扁管保护套(1)的周长；

S2、按S1的无缝不锈钢扁管保护套(1)的周长选出对应的圆管；

S3、对S2选出的圆管内插入限高铁片，限高铁片高度为无缝不锈钢扁管保护套(1)的高度减去其2个壁厚；

S4、将插入限高铁片的圆管放入压力机平台压成无缝不锈钢扁管保护套(1)，抽出限高铁片。

6.一种根据权利要求1-5任一项所述的扁管保护套薄片式温度传感器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、向无缝不锈钢扁管保护套(1)一端的端部插入扁管堵头件(5)，在插入的扁管堵头周边进行氩弧焊并进行焊缝处理；

S2、将导热硅橡胶填充物(2)注入S1得到的部件，注入深度为无缝不锈钢扁管保护套(1)长度的10-60％，得到A组件；

S3、将电线(31)穿入护套得到补偿导线(3)，然后将电线(31)一端与铂热电阻(4)焊接得到B组件；

S4、将B组件轻轻推入A组件内，并使补偿导线(3)的一端伸出B组件外；

S5、继续注入导热硅橡胶填充物(2)至充满无缝不锈钢扁管保护套(1)，常温固化；

S6、在无缝不锈钢扁管保护套(1)靠近补偿导线(3)一端端部在宽度方向的相对两侧面通过压印铆接固定，得到扁管保护套薄片式温度传感器。