CN108088580B - 可实现小插深精密测量的测温元件 - Google Patents
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Abstract
一种可实现小插深精密测量的测温元件，包括热电偶丝、传感器外壳，其特征是：所述传感器外壳测温面设有多个绝缘过线孔，所述热电偶丝由内至外分别插入对应的绝缘过线孔，且热电偶丝对应绝缘过线孔部位为裸丝；所述热电偶丝热端与对应的传感器外壳测温面相平或突出于对应的传感器外壳测温面，并与对应的传感器外壳测温面焊接一起形成焊点一、焊点二，通过焊点一、焊点二实现传感器外壳外表面测温。有益效果是：结构简单，测量误差小，彻底解决了小插深测温场合测量结果不准确的问题。
Description
技术领域
本发明涉及温度测量的传感元件，尤其涉及一种可实现小插深精密测量的测温元件。
背景技术
测温元件是工业中测量温度时用的产品，目前市场上的测温元件一般包括：保护管、设置在保护管内的热电阻或热电偶。将热电阻(Pt100)或热电偶放置在保护管中，将保护管置于温场内进行测温。有些场合为了远传或提高测量精度可配接变送器模块，如下图1所示，测温元件装在保护管内实现对外界介质测温。这种测温原理实际是通过测量传感器外壳端内腔的温度来实现对保护管外介质温度的测量，但对于小插深保护管(保护管长度＜300mm)时，保护管内腔的温度≠保护管外介质温度，存在很大误差，如表1。
表1
从表1看出，当插深L1＝70mm时-50℃误差+8.7604℃，200℃时误差-11.6077℃。
发明内容
本发明是要解决现有技术存在的上述问题，提供一种结构简单、测量误差小的可实现小插深精密测量的测温元件。
本发明的技术解决方案是：
一种可实现小插深精密测量的测温元件，包括热电偶丝、传感器外壳，其特殊之处是：所述传感器外壳测温面设有多个绝缘过线孔，所述热电偶丝由内至外分别插入对应的绝缘过线孔，且热电偶丝对应绝缘过线孔部位为裸丝；所述热电偶丝热端与对应的传感器外壳测温面外表面相平或突出于对应的传感器外壳测温面外表面，并与对应的传感器外壳测温面外表面焊接在一起形成焊点一、焊点二，通过焊点一、焊点二实现传感器外壳外表面测温。
进一步优选，所述传感器外壳测温面位于传感器外壳头部，且在传感器外壳侧壁外表面设有集热翅片，以提高传感器外壳内腔温度，从而减小因传感器外壳与外界介质热交换效应导致的测量误差。
进一步优选，所述绝缘过线孔数量与热电偶丝根数相等。
进一步优选，所述热电偶丝为裸偶丝。
进一步优选，所述热电偶丝为电缆型热电偶且由线芯和设置在线芯上的绝缘材料层构成，所述线芯为多股或单股热电偶。
进一步优选，所述热电偶丝位于壳体内部位为盘绕状，并用绝缘胶灌封，能进一步减小测量误差。
进一步优选，所述热电偶丝热端突出对应的传感器外壳测温面1－10mm，提高测量精度。
进一步优选，所述焊点一、焊点二表面设置不锈钢表层，更好地保护焊点。
进一步优选，所述绝缘过线孔是由设置在绝缘过线孔内壁上的绝缘陶瓷管构成。
本发明的有益效果是：结构简单，由于在传感器外壳测温面设有绝缘过线孔，所述热电偶丝的对应绝缘过线孔部位为裸丝且由内至外插入绝缘陶瓷管，热电偶丝的热端与传感器外壳测温面外表面焊接在一起形成焊点一、焊点二，通过焊点一、焊点二实现传感器外壳外表面测温，当焊点一、焊点二温度一致时，根据中间导体定律，相当于中间导体不存在，即通过测量传感器外壳测温面外表面温度来实现对传感器外壳外介质温度的测量，测量误差小，可实现精密测量，彻底解决在小插深测温场合测量结果不准确的问题。
附图说明
图1是测温元件安装在传感器外壳内实现对外面介质测温原理图；
图2是本发明对应实施例1的结构示意图；
图3是本发明对应实施例2的结构示意图；
图4是本发明对应实施例3的结构示意图；
图5是本发明实施例3的测量原理图；
图6是本发明对应实施例4的结构示意图；
图7是本发明对应实施例5的结构示意图。
图中：1－热电偶丝，2－传感器外壳，3－绝缘陶瓷管，4－焊点一，5－测温面，6－焊点二，7－连接管，8－变送器模块，9－固定装置，接线盒10，11－接线盒连接螺丝，12－环氧树脂，13－不锈钢表层，101－裸丝，201－绝缘过线孔，202－集热翅片。
具体实施方式
下面结合附图提供本发明的具体实施例。
实施例1
如图2所示，本发明涉及的可实现小插深精密测量的测温元件，包括热电偶丝1、不锈钢传感器外壳2，所述热电偶丝1为二根且为裸偶丝，所述传感器外壳2头部为测温面5且设有二个绝缘过线孔201，在绝缘过线孔201内壁上粘接绝缘陶瓷管3，从而使绝缘过线孔201内壁与传感器外壳1之间绝缘，两根热电偶丝1由内至外分别插入对应的绝缘过线孔201，所述热电偶丝1热端突出对应的传感器外壳测温面1－10mm(本实施例为5mm)，并与传感器外壳2的测温面5通过氩弧焊焊接在一起形成焊点一4、焊点二6，通过焊点一、焊点二实现传感器外壳外表面测温。
实施例2
如图3所示，本发明涉及的可实现小插深精密测量的测温元件，包括二根热电偶丝1、不锈钢传感器外壳2,所述传感器外壳2侧壁外表面设有集热翅片202，以提高传感器外壳1内腔温度，减小测量误差。所述热电偶丝1为电缆型热电偶且由线芯和缠绕(或编织)在线芯上的编织无碱玻璃纱绝缘材料层构成，所述线芯为多股或单股热电偶。所述传感器外壳2头部为测温面5且设有二个绝缘过线孔201，在绝缘过线孔201内壁上粘接绝缘陶瓷管3，从而使绝缘过线孔201内壁与传感器外壳1之间绝缘。二根热电偶丝1的对应绝缘过线孔201部位为裸丝101且由内至外分别插入对应的绝缘过线孔201，热电偶丝1的热端与传感器外壳2的测温面5外表面相平且通过氩弧焊焊接在一起形成焊点一4、焊点二6，通过焊点一、焊点二实现传感器外壳外表面测温。
实施例3
如图4、图5所示，所述焊点一4、焊点二6突出于传感器外壳2的测温面5外表面，其它与实施例2相同。测量时，传感器外壳2与连接管7焊接，固定装置9(采用螺丝或法兰)与连接管7焊接，接线盒连接螺丝11与连接管7焊接，接线盒10与接线盒连接螺丝11连接，变送器模块8与热电偶丝引出线连接形成一体化温度变送器。测温原理是通过测量传感器外壳外壁的表面温度来实现对传感器外壳外介质温度的测量。当焊点一4、焊点二6温度一致时，相当于中间导体不存在(中间导体定律)，检测结果如表2。
表2
通过表2与表1的比较，同样插深70mm，同样-50℃(+0.0947℃，+8.7604℃)；同样200℃(-0.3106℃，-11.6077℃)。可见本发明的技术的优势是解决了小插深探头无法计量的囧境。
实施例4
如图6所示，所述热电偶丝1位于壳体2内部位为盘绕状，并用环氧树脂12灌封，其它与实施例3相同，能进一步减小测量误差。
实施例5
如图7所示，在焊点一4(焊点二6)表面通过氩弧焊覆盖不锈钢表层13，其它与实施例1－实施例4相同。
以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种可实现小插深精密测量的测温元件，包括热电偶丝、传感器外壳，其特征是：所述传感器外壳测温面设有二个绝缘过线孔，所述热电偶丝有二根且由内至外分别插入对应的绝缘过线孔，且热电偶丝对应绝缘过线孔部位为裸丝；所述热电偶丝热端与对应的传感器外壳测温面相平或突出于对应的传感器外壳测温面，并与对应的传感器外壳测温面焊接一起形成焊点一、焊点二，通过焊点一、焊点二实现传感器外壳外表面测温。
2.根据权利要求1所述的可实现小插深精密测量的测温元件，其特征是：所述传感器外壳测温面位于传感器外壳头部，所述传感器外壳侧壁外表面设有集热翅片。
3.根据权利要求1或2所述的可实现小插深精密测量的测温元件，其特征是：热电偶丝为裸偶丝。
4.根据权利要求1或2所述的可实现小插深精密测量的测温元件，其特征是：热电偶丝为电缆型热电偶且由线芯和设置在线芯上的绝缘材料层构成，所述线芯为多股或单股热电偶。
5.根据权利要求4所述的可实现小插深精密测量的测温元件，其特征是：所述热电偶丝位于壳体内部位为盘绕状，并用绝缘胶灌封。
6.根据权利要求1或2所述的测温元件，其特征是：热电偶丝热端突出对应的传感器外壳测温面1～10mm。
7.根据权利要求1或2所述的测温元件，其特征是：焊点一、焊点二表面设置不锈钢表层。
8.根据权利要求1或2所述的测温元件，其特征是：绝缘过线孔是由绝缘陶瓷管构成。
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