CN106932112A - 一种无冷却高温热电偶制作方法及无冷却高温热电偶 - Google Patents

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张校东
陈晓明
薛秀生
孙琪
王晓良
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Abstract

本发明公开了一种无冷却高温热电偶制作方法及无冷却高温热电偶。所述无冷却高温热电偶制作方法包括如下步骤：步骤1：制作钽钨合金材料加工而成的壳体；在所述壳体外表面沾涂硅化物防氧化涂层，其中，偶丝组件包括单孔陶瓷管，B型偶丝，B型补偿导线，热电偶尾部组件包括帽盖，热电偶尾部，航空插针；内衬组件包括内衬一、内衬二和内衬三；步骤2：将所述壳体以及内衬组件、安装座、堵块、转接件、偶丝组件、热电偶尾部组件进行组装，从而制作成所述无冷却高温热电偶。本发明的无冷却高温热电偶制作方法通过采用钽钨合金耐高温材料的壳体，并在壳体表面沾涂硅化物抗氧化涂层，可保证热电偶能够在1600℃的高温环境下稳定工作。

Description

一种无冷却高温热电偶制作方法及无冷却高温热电偶
技术领域
本发明涉及热电偶技术领域，特别是涉及一种无冷却高温热电偶制作方法及无冷却高温热电偶。
背景技术
经常需要进行主燃烧室等高温部件的燃气温度测量。在航空发动机和燃气轮机的整机或部件试验中，热电偶由于结构灵活、加工成本低且试验现场易实现的优点，得到了广泛地应用。采用带有气冷或者水冷结构的高温热电偶对燃烧室等高温部件进行温度测量是目前高温部件温度测试的主要手段。
现在高温燃气温度测式主要采用带有气冷或者水冷结构的高温热电偶。由于需要对热电偶承力壳体进行冷却，整个热电偶结构较复杂，且需要试验台架额外增加受感部冷却管路以及管路控制系统。由于受壳体内冷却介质以及冷却效果的影响，热电偶的测试精度较差。且由于冷却式热电偶边界条件复杂、数据难以完整获取，冷却量计算误差大，易导致受感部使用寿命变短。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供无冷却高温热电偶制作方法来克服或至少减轻现有技术的中的至少一个上述缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种无冷却高温热电偶制作方法，所述无冷却高温热电偶包括所述壳体、内衬组件、安装座、堵块、转接件、偶丝组件、热电偶尾部组件沾涂硅化物防氧化涂层，所述无冷却高温热电偶制作方法包括如下步骤：步骤1：制作钽钨合金材料加工而成的壳体；在所述壳体外表面沾涂硅化物防氧化涂层，其中，偶丝组件包括单孔陶瓷管，B型偶丝，B型补偿导线，热电偶尾部组件包括帽盖，热电偶尾部，航空插针；内衬组件包括内衬一、内衬二和内衬三；步骤2：将所述壳体以及内衬组件、安装座、堵块、转接件、偶丝组件、热电偶尾部组件进行组装，从而制作成所述无冷却高温热电偶。
优选地，所述步骤2具体为：将所述B型偶丝打完热结点后穿套在单孔陶瓷管中，单孔陶瓷管固定在陶瓷内衬组件中；内衬二和内衬三拼合在一起与壳体进行配装后，用内衬一将壳体内部其余空间进行填充，内衬组件与壳体之间缝隙用胶进行灌封；壳体与安装座配合装配，并通过表面与安装座表面进行定位；转接件通过与安装座螺纹配合，并通过垫圈将壳体压紧；壳体与安装座装配完成后，安装座上会有一个多余的安装孔，堵块型面与安装座上多余的孔进行配合加工，将其在安装座上装配完成后进行密封处理；B型偶丝在转接件7出口处与补偿导线进行转接，并在转接处填充胶进行固定；将单孔陶瓷管与转接件之间用石棉绳进行缠绕并填实；B型热电偶补偿导线通过帽盖和热电偶尾部引出，并在端部焊接航空插针。
优选地，所述步骤中的壳体与安装座跑道型内孔配合装配，并通过Φ28表面与安装座上Φ31表面进行定位。
优选地，所述步骤中的堵块型面与安装座上多余的孔进行配合加工，将其在安装座上装配完成后进行密封处理具体为对所述堵块与安装座的四周进行氩弧焊。
本申请还提供了一种无冷却高温热电偶，所述无冷却高温热电偶通过如上所述的无冷却高温热电偶制作方法制作而成，所述无冷却高温热电偶包括钽钨合金材料壳体、内衬组件、安装座、堵块、转接件、偶丝组件、热电偶尾部组件，其中，所述钽钨合金材料壳体外表面沾涂硅化物防氧化涂层。
优选地，所述偶丝组件包括单孔陶瓷管，B型偶丝，B型补偿导线，热电偶尾部组件包括帽盖，热电偶尾部，航空插针；内衬组件包括内衬一、内衬二和内衬三。
本发明的无冷却高温热电偶制作方法通过采用钽钨合金耐高温材料的壳体，并在壳体表面沾涂硅化物抗氧化涂层，可保证热电偶能够在1600℃的高温环境下稳定工作；通过取消现有技术中的高温热电偶的冷却结构，可消除冷却介质带来的导热误差的影响，提高热电偶高温测试精度，同时简化高温热电偶结构；壳体与安装座之间通过跑道型孔和壳体表面配合，并利用转接件压紧定位的方式连接在一起，与常规的焊接连接方式相比，工艺简单，装配方便。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的无冷却高温热电偶制作方法的流程示意图。
图2是根据本发明第一实施例的无冷却高温热电偶制作方法的结构示意图。
附图标记：
1 壳体 11 帽盖
3 安装座 12 热电偶尾部
4 堵块 13 航空插针
7 转接件 2 内衬一
8 单孔陶瓷管 14 内衬二
9 B型偶丝 15 内衬三
10 B型补偿导线
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
图1是根据本发明第一实施例的无冷却高温热电偶制作方法的流程示意图。
如图1所示的无冷却高温热电偶制作方法包括如下步骤：无冷却高温热电偶包括壳体1、内衬组件、安装座3、堵块4、转接件7、偶丝组件、热电偶尾部组件沾涂硅化物防氧化涂层，无冷却高温热电偶制作方法包括如下步骤：
步骤1：制作钽钨合金材料加工而成的壳体1；在壳体1外表面沾涂硅化物防氧化涂层，其中，偶丝组件包括单孔陶瓷管8，B型偶丝9，B型补偿导线10，热电偶尾部组件包括帽盖11，热电偶尾部12，航空插针13；内衬组件包括内衬一2、内衬二14和内衬三15；步骤2：将壳体1以及内衬组件、安装座3、堵块4、转接件7、偶丝组件、热电偶尾部组件进行组装，从而制作成所述无冷却高温热电偶。
本发明的无冷却高温热电偶制作方法通过采用钽钨合金耐高温材料的壳体，并在壳体表面沾涂硅化物抗氧化涂层，可保证热电偶能够在1600℃的高温环境下稳定工作；通过取消现有技术中的高温热电偶的冷却结构，可消除冷却介质带来的导热误差的影响，提高热电偶高温测试精度，同时简化高温热电偶结构；壳体与安装座之间通过跑道型孔和壳体表面配合，并利用转接件压紧定位的方式连接在一起，与常规的焊接连接方式相比，工艺简单，装配方便。
具体地，在本实施例中，步骤2具体为：将B型偶丝9打完热结点后穿套在单孔陶瓷管8中，单孔陶瓷管8固定在陶瓷内衬组件中；内衬二14和内衬三15拼合在一起与壳体1进行配装后，用内衬一2将壳体1内部其余空间进行填充，内衬组件与壳体1之间缝隙用胶进行灌封；壳体1与安装座3配合装配，并通过表面与安装座3表面进行定位；转接件7通过与安装座螺纹配合，并通过垫圈6将壳体1压紧；壳体1与安装座3装配完成后，安装座3上会有一个多余的安装孔，堵块4型面与安装座上多余的孔进行配合加工，将其在安装座3上装配完成后进行密封处理；B型偶丝9在转接件7出口处与补偿导线10进行转接，并在转接处填充胶进行固定；将单孔陶瓷管8与转接件7之间用石棉绳进行缠绕并填实；B型热电偶补偿导线10通过帽盖11和热电偶尾部12引出，并在端部焊接航空插针。
有利的是，步骤2中的壳体1与安装座3跑道型内孔配合装配，并通过Φ28表面与安装座3上Φ31表面进行定位。
有利的是，步骤2中的堵块4型面与安装座上多余的孔进行配合加工，将其在安装座3上装配完成后进行密封处理具体为对所述堵块4与安装座3的四周进行氩弧焊。
下面以举例的方式对本申请进行进一步详细阐述。可以理解的是，该举例并不构成对本申请的任何限制。
参见图1，在本实施例中，无冷却高温热电偶包括壳体1、内衬组件、安装座3、堵块4、转接件7、偶丝组件、热电偶尾部组件。壳体1采用钽钨合金材料加工，且所有表面均沾涂硅化物防氧化涂层。内衬一2，内衬二14，内衬三15，三个内衬均采用耐高温陶瓷材料加工。偶丝组件包括单孔陶瓷管8，B型偶丝9，B型补偿导线10，热电偶尾部组件包括帽盖11，热电偶尾部12，航空插针13。B型偶丝9打完热结点后穿套在单孔陶瓷管8中，单孔陶瓷管8固定在陶瓷内衬组件中，内衬二14和内衬三15拼合在一起与壳体1进行配装后，用内衬一2将壳体1内部其余空间进行填充，内衬组件与壳体1之间缝隙用TG757胶进行灌封。壳体1与安装座3上的跑道型内孔配合装配，并通过Φ28表面与安装座3上Φ31表面进行定位。转接件7通过M30X1-6g外螺纹与安装座上M30X1-6H内螺纹配合，并通过垫圈6将壳体1压紧，完成壳体1和安装座3的紧固连接。壳体1与安装座3装配完成后，安装座3上会有一个多余的安装孔，堵块4型面与安装座上多余的孔进行配合加工，将其在安装座3上装配完成后，四周进行氩弧焊，并保证焊口的密封性。B型偶丝9在转接件7出口处与补偿导线10进行转接，并在转接处填充914胶进行固定。为保证偶丝转接处914胶的填充和固定效果，在H处需将单孔陶瓷管8与转接件7之间用石棉绳进行缠绕并填实。B型热电偶补偿导线10通过帽盖11和热电偶尾部12引出，并在端部焊接航空插针。
图2是根据本发明第一实施例的无冷却高温热电偶制作方法的结构示意图。
参见图2，本申请还提供了一种无冷却高温热电偶，无冷却高温热电偶通过如上所述的无冷却高温热电偶制作方法制作而成，无冷却高温热电偶包括钽钨合金材料壳体1、内衬组件、安装座3、堵块4、转接件7、偶丝组件、热电偶尾部组件，其中，钽钨合金材料壳体1外表面沾涂硅化物防氧化涂层。
优选地，偶丝组件包括单孔陶瓷管8，B型偶丝9，B型补偿导线10；热电偶尾部组件包括帽盖11，热电偶尾部12，航空插针13；内衬组件包括内衬一2、内衬二14和内衬三15。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种无冷却高温热电偶制作方法，其特征在于，所述无冷却高温热电偶包括所述壳体(1)、内衬组件、安装座(3)、堵块(4)、转接件(7)、偶丝组件、热电偶尾部组件沾涂硅化物防氧化涂层，所述无冷却高温热电偶制作方法包括如下步骤：
步骤1：制作钽钨合金材料加工而成的壳体(1)；在所述壳体(1)外表面沾涂硅化物防氧化涂层，其中，偶丝组件包括单孔陶瓷管(8)，B型偶丝(9)，B型补偿导线(10)，热电偶尾部组件包括帽盖(11)，热电偶尾部(12)，航空插针(13)；内衬组件包括内衬一(2)、内衬二(14)和内衬三(15)；
步骤2：将所述壳体(1)以及内衬组件、安装座(3)、堵块(4)、转接件(7)、偶丝组件、热电偶尾部组件进行组装，从而制作成所述无冷却高温热电偶。
2.如权利要求1所述的无冷却高温热电偶制作方法，其特征在于，所述步骤2具体为：将所述B型偶丝(9)打完热结点后穿套在单孔陶瓷管(8)中，单孔陶瓷管(8)固定在陶瓷内衬组件中；
内衬二(14)和内衬三(15)拼合在一起与壳体(1)进行配装后，用内衬一(2)将壳体(1)内部其余空间进行填充，内衬组件与壳体(1)之间缝隙用胶进行灌封；
壳体(1)与安装座(3)配合装配，并通过表面与安装座(3)表面进行定位；
转接件(7)通过与安装座螺纹配合，并通过垫圈(6)将壳体(1)压紧；
壳体(1)与安装座(3)装配完成后，安装座(3)上会有一个多余的安装孔，堵块(4)型面与安装座上多余的孔进行配合加工，将其在安装座(3)上装配完成后进行密封处理；
B型偶丝(9)在转接件(7)出口处与补偿导线(10)进行转接，并在转接处填充胶进行固定；
将单孔陶瓷管(8)与转接件(7)之间用石棉绳进行缠绕并填实；
B型热电偶补偿导线(10)通过帽盖(11)和热电偶尾部(12)引出，并在端部焊接航空插针。
3.如权利要求2所述的无冷却高温热电偶制作方法，其特征在于，所述步骤2中的壳体(1)与安装座(3)跑道型内孔配合装配，并通过Φ28表面与安装座(3)上Φ31表面进行定位。
4.如权利要求3所述的无冷却高温热电偶制作方法，其特征在于，所述步骤2中的堵块(4)型面与安装座上多余的孔进行配合加工，将其在安装座3上装配完成后进行密封处理具体为对所述堵块(4)与安装座(3)的四周进行氩弧焊。
5.一种无冷却高温热电偶，其特征在于，所述无冷却高温热电偶通过如权利要求1至4中任意一项所述的无冷却高温热电偶制作方法制作而成，所述无冷却高温热电偶包括钽钨合金材料壳体(1)、内衬组件、安装座(3)、堵块(4)、转接件(7)、偶丝组件、热电偶尾部组件，其中，所述钽钨合金材料壳体(1)外表面沾涂硅化物防氧化涂层。
6.如权利要求5所述的无冷却高温热电偶，其特征在于，所述偶丝组件包括单孔陶瓷管(8)，B型偶丝(9)，B型补偿导线(10)；热电偶尾部组件包括帽盖(11)，热电偶尾部(12)，航空插针(13)；内衬组件包括内衬一(2)、内衬二(14)和内衬三(15)。
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