CN105973503A - 一种微波加热设备专用气体采集与温度测量复合采样管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微波加热设备用气体采集与温度测量复合采样管。所述复合采样管部分包括温度显示仪（温控仪），K型热电偶，热电偶套管，端盖，外防护层，陶瓷管，陶瓷管套筒，布风孔，布风采样嘴，保温材料。复合采样管与大气采样器配合完成采样和测温功能。实际使用证明，该复合采样管微波屏蔽性能优良，热电偶、温控仪和大气采样器工作稳定，测温精度高，满足了微波加热状态下微波加热设备反应腔内气体采样和测温需求，具有价格便宜，测温灵敏，测温精度高，使用方便等特点。该复合采样管在不需要气体采样时，可单独作为温度测量装置使用。

Description

一种微波加热设备专用气体采集与温度测量复合采样管

技术领域

本发明涉及一种微波加热设备用气体采集与温度测量复合采样管，是一种测温精度较高、价格较低的装置，可用于微波高温烧结设备、微波烘干设备、微波灭菌设备、微波杀青设备、微波热解设备、橡胶微波脱硫设备等。

背景技术

在微波能应用领域，我国已经形成了较成熟的微波设备设计、制造和应用市场，微波加热技术已经广泛应用到农业、食品、医疗、环保等行业。微波中药烘干、微波灭菌、微波热解等设备中需要对挥发出来的气氛进行采集和分析，同时也需要较高的测温精度。单从微波设备测温方面来看，红外测温、光学测温等非接触式测温实际应用较多，但微波加热设备工作时，高温、高湿、反光的环境对非接触式测温影响很大，致使其测温精度下降，微波加热设备内部微波能量分布不均衡，红外测温探头的安装位置也直接影响测温精度，同时，红外测温等测温仪器价格较高，增加了微波设备的制造成本。热电偶测温应用广泛，价格低廉，技术成熟，但在微波场内，金属制成的热电偶存在肌肤电流、电火花等现象，导致热电偶无法直接应用到微波加热设备内。通常做法是采取间接测温的形式，将热电偶放入金属密闭空间内，利用热电偶测量金属屏蔽层的温度来间接指示微波加热介质的温度，金属屏蔽层有一定的厚度，通常与热电偶探头间间隔有绝缘材料，需要一定的热传导时间，而微波加热迅速，升温速度快，这种测温方式导致温度指示仪的温度指示值低于被测介质实际温度。本发明提供了一种结构简单，价格便宜，专门用于采集微波加热设备内部气体样品和测量微波加热设备内部温度的复合采样管，采集气体的方式是利用复合采样管中空管道与大气采样器相连直接采气，大气采样器上的流量计可以控制采样体积，中空管道内有测温探头，可准确指示所采气体的温度，测温探头直接与被测介质接触，不受微波加热设备内部高温、高湿和反光的影响，测温灵敏，精度高，测温成本更低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微波加热设备专用气体采集与温度测量复合采样管。

本发明提出的微波加热设备专用气体采集与温度测量复合采样管，包括大气采样器、温度显示仪、热电偶、保温材料、外保护层、陶瓷管和采样口，热电偶插入热电偶套管内，外保护层一侧设有端盖，热电偶套管和陶瓷管穿过端盖插入外保护层内，陶瓷管位于外保护层外的部分套有陶瓷管套筒，陶瓷管套筒与端盖之间连接螺纹连接，热电偶套管、陶瓷管和外保护层之间的间隙处填充有保温材料；外防护层一侧进气部分设有布风孔，另一侧设有布风采样嘴，用于调节进气流态和起到屏蔽微波的作用，温度显示仪连接热电偶；大气采样器上布置有流量计和采样口；位于热电偶的一端的热电偶探头透过陶瓷管前端内壁小孔与待测介质直接接触测温；操作时，将复合采磁管深入微波设备采样口，保持采样口与外防护层间接触，采集气体时，将布风采样嘴与大气采样器的采样口通过管道连接，设定好采样时间，采样流量，开启气泵即可进行采样。

本发明中，大气采样器主要功能是采集气体，采气时，采样口与布风采样嘴可以利用硅橡胶管相连，通过调节流量计控制采样体积。

本发明中，所述热电偶套管材质为金属，具体为不锈钢、铜或铝材料等中任一种，热电偶套管与外防护层间是螺纹连接。

本发明中，所述端盖主要起到密封作用，与外防护层间是螺纹连接。

本发明中，所述外防护层为金属，具体为不锈钢、铜或铝材料中任一种。

本发明中，所述热电偶采用K型热电偶，与温度显示仪或温度控制仪相连。

本发明中，所述热电偶探头（7）穿过陶瓷管（10）小孔时与陶瓷管（10）间做了耐高温密封处理。

本发明中，所述布风孔和布风采样嘴主要是稳定进入陶瓷管内流体状态，同时也起到屏蔽微波，减少微波对热电偶的干扰，提高测温精度。带布风孔的外防护层（5）材料可以是带孔不锈钢、铜、铝等。

本发明中，所述保温材料可以是石棉、硅酸铝棉或高铝砖等材料中任一种。

本发明中，所述陶瓷管可以是石英管、高频陶瓷管或刚玉管等中任一种。

本发明中，所述陶瓷管套筒材质可以是不锈钢、铜或铝材料中任一种，与外防护层间是螺纹连接。

将普通K型热电偶线放入热电偶套管，套管与外防护层间是螺纹连接，陶瓷管与热电偶套管平行布置于外防护层内，陶瓷管主要功能是采集气体时气体通道，管壁小孔有热电偶测温探头，陶瓷管外面有陶瓷套管，与外防护层间是螺纹连接。热电偶套管、陶瓷管与外防护层间填充有隔热材料，起到固定陶瓷管和热电偶套管的作用，同时也可保持热电偶线处于相对温度较低的状态，提高热电偶测温精度，延长其使用寿命。在外防护层进气部分设置有布风孔，可调节进气流态和起到屏蔽微波的作用，在出气部分有布风采样嘴，在屏蔽微波的同时具有连接大气采样器采集气体的功能。

本发明的有益效果在于：该复合采样管微波屏蔽性能优良，热电偶、温控仪和大气采样器工作稳定，测温精度高，满足了微波加热状态下微波加热设备反应腔内气体采样和测温需求，具有价格便宜，测温灵敏，测温精度高，使用方便等特点。该复合采样管在不需要气体采样时，可单独作为温度测量装置使用。

附图说明

图1为本发明的结构图示。

图中标号：１为大气采样器，２为温度显示仪，３为热电偶套管，４为端盖，５为外防护层，６为热电偶，７为热电偶探头，８为布风孔，９为保温材料，10为陶瓷管，11为陶瓷管套筒，12为布风采样嘴，13为采样口，14为流量计。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。

实施例１：

气体采样和采样流量控制由大气采样器1及其上面布置的采样口13和流量计14完成，采样口13与该复合采样管中布风采样嘴12利用硅橡胶管相连，布风采样嘴12和外防护层5上的布风孔8间靠陶瓷管10连通，陶瓷管10的右端壁面开有小通孔，供热电偶6的热电偶探头7通过，热电偶6从热电偶套管3内部穿过，与温度显示仪2相连，提供采集温度的指示。该复合采样管外层部分是由陶瓷管套筒11及在端部与其利用螺纹连接的端盖4，与端盖连接的外防护层5，保温部分由外防护层5与陶瓷管10间填充的保温材料9构成。

本发明的操作过程如下：

将复合采样管深入微波设备采样口，保持采样口与采样管外防护层间优良的金属接触，减少放电现象的发生，固定好采样管，采集气体时，将布风采样嘴与大气采样器进气口用硅胶管连接，设定好采样时间，采样流量，开启气泵即可进行采样，大气采样器出气口连接气体采样袋或在线气体分析仪进行数据分析，也可以在硅胶管间接入各种类型的活性炭采样管进行气体富集采样。采集温度时，将热电偶与温度控制仪和温度显示仪相连，测温部分可以采取主动式测温，也可采取被动式测温，主动式测温时，开启与复合采样管相连的大气采样器气泵，设定好采样流量，直接采集反应腔内微波加热挥发出的气体温度，被动测温时，直接将复合采样管深入微波设备采样口即可直接测温，与普通热电偶测温相同。

表1复合采样管微波加热设备内部气氛采样参数对比

Claims (11)

1.微波加热设备专用气体采集与温度测量复合采样管，包括大气采样器、温度显示仪、热电偶、保温材料、外保护层、陶瓷管和采样口，其特征在于热电偶插入热电偶套管内，外保护层一侧设有端盖，热电偶套管和陶瓷管穿过端盖插入外保护层内，陶瓷管位于外保护层外的部分套有陶瓷管套筒，陶瓷管套筒与端盖之间连接螺纹连接，热电偶套管、陶瓷管和外保护层之间的间隙处填充有保温材料；外防护层一侧进气部分设有布风孔，另一侧设有布风采样嘴，用于调节进气流态和起到屏蔽微波的作用，温度显示仪连接热电偶；大气采样器上布置有流量计和采样口；位于热电偶的一端的热电偶探头透过陶瓷管前端内壁小孔与待测介质直接接触测温；操作时，将复合采磁管深入微波设备采样口，保持采样口与外防护层间接触，采集气体时，将布风采样嘴与大气采样器的采样口通过管道连接，设定好采样时间，采样流量，开启气泵即可进行采样。

2.根据权利要求１所述的微波加热设备专用气体采集与温度测量复合采样管，其特征在于大气采样器主要功能是采集气体，采气时，采样口与布风采样嘴利用硅橡胶管相连，通过调节流量计控制采样体积。

3.根据权利要求１所述的微波加热设备专用气体采集与温度测量复合采样管，其特征在于所述热电偶套管材质为金属，具体为不锈钢、铜或铝材料等中任一种，热电偶套管与外防护层间是螺纹连接。

4.根据权利要求１所述的微波加热设备专用气体采集与温度测量复合采样管，其特征在于所述端盖起到密封作用，与外防护层间是螺纹连接。

5.根据权利要求１所述的微波加热设备专用气体采集与温度测量复合采样管，其特征在于所述外防护层为金属，具体为不锈钢、铜或铝材料中任一种。

6.根据权利要求１所述的微波加热设备专用气体采集与温度测量复合采样管，其特征在于所述热电偶采用K型热电偶，与温度显示仪或温度控制仪相连。

7.根据权利要求１所述的微波加热设备专用气体采集与温度测量复合采样管，其特征在于所述热电偶探头穿过陶瓷管小孔时与陶瓷管间做了耐高温密封处理。

8.根据权利要求１所述的微波加热设备专用气体采集与温度测量复合采样管，其特征在于所述布风孔和布风采样嘴主要是稳定进入陶瓷管内流体状态，同时也起到屏蔽微波，减少微波对热电偶的干扰，提高测温精度，带布风孔的外防护层材料是不锈钢、铜或铝材料中任一种。

9.根据权利要求１所述的微波加热设备专用气体采集与温度测量复合采样管，其特征在于所述保温材料是石棉、硅酸铝棉或高铝砖材料中任一种。

10.根据权利要求１所述的微波加热设备专用气体采集与温度测量复合采样管，其特征在于所述陶瓷管是石英管、高频陶瓷管或刚玉管中任一种。

11.根据权利要求１所述的微波加热设备专用气体采集与温度测量复合采样管，其特征在于所述陶瓷管套筒材质是不锈钢、铜或铝材料中任一种，与外防护层间是螺纹连接。