CN111790965B - 量热测温元件的制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种量热测温元件的制作工艺，该量热测温元件的制作工艺包括以下步骤：(一)选取传热元件，所述传热元件上开有通孔矩阵；(二)选取热电堆；(三)在所述热电堆上每隔一个成结点选取一个穿孔成结点，然后将选取的各穿孔成结点按照一定顺序穿过所述通孔矩阵的相应通孔，形成热电堆的成结点间隔分布在所述通孔矩阵两侧的组装结构。本发明的制作工艺使得热电堆和传热元件有关参数搭配要求变得较为宽松；不会发生由于热电堆反复绕穿传热元件定位孔而导致热电堆易损伤；成型后热电堆热电结两极线材长度裕量充足，不易绷断等等；显著提高了应用灵活性、耐用性及性能稳定性。

Description

量热测温元件的制作工艺
技术领域
本发明属于量热领域，特别涉及一种量热测温元件的制作工艺。
背景技术
热电堆式量热测温元件由热电堆和传热元件组成。热电堆由多个热电结组成，进行量热测量时，各热电结位于样品热功率流通路径上距离热源的不同位置处，传热元件在热量流通路径的不同径向位置会形成温度梯度，致使位于其上的热电结间产生电势信号，建立电势信号与热功率的计量关系即可实现量热测量。
在现有量热测温元件的制作工艺中，热电堆与传热元件通常采用反复绕穿的组装工艺，即令热电堆的一端逐次绕穿过传热元件上开设的所有定位孔，并确保热电堆的各热电结与传热元件上的相应定位孔对应。这种反复绕穿的组装工艺存在明显的绕穿后热电结间线材长度裕量不足问题，使得热电结成结点在绕穿及使用过程中始终承受着拉伸作用，易发生崩断问题；热电堆的各热电结在反复绕穿定位孔过程中会与传热元件产生大量碰触，易产生损伤；另外，由于传热元件上预先开设的定位孔的有关参数与热电堆上各热电结的位置具有关联性，二者需要精确配合才能保障各热电结均处于传热元件内外侧的对应位置(尤其是在热电结数量较多的情况下)，导致对制作精度水平要求很高，制作工艺苛刻。
发明内容
为了解决现有量热测温元件制作工艺中存在的热电堆和传热元件组装过程中二者有关参数搭配要求严苛、热电堆反复绕穿传热元件定位孔而导致热电堆易损伤、成型后热电堆因热电结之间线材长度裕量不足而导致的成结点易绷断等问题，本发明提供了一种量热测温元件的制作工艺，该量热测温元件的制作工艺包括以下步骤：
(一)选取传热元件，所述传热元件上开有通孔矩阵；
(二)选取热电堆，所述热电堆外表面或者所述热电堆外表面除各热电结的成结点以外的区域覆有绝缘层；
(三)在所述热电堆上每隔一个成结点选取一个穿孔成结点，然后将选取的各穿孔成结点按照一定顺序穿过所述通孔矩阵的相应通孔，形成热电堆的成结点间隔分布在所述通孔矩阵两侧的组装结构，完成量热测温元件的制作。
根据一个实施例，所述传热元件为管状体或柱状体。
根据一个实施例，当所述传热元件为管状体时，所述通孔矩阵分布在所述传热元件的侧壁上。
进一步地，当所述传热元件为管状体时，所述通孔矩阵沿传热元件轴向上具有m排通孔，每排通孔数量同为n个，其中m≥2，n≥2。
进一步地，当所述传热元件为管状体时，所述m排通孔的每排通孔均位于同一平面上，且该平面与所述传热元件的轴向垂直。
进一步地，当所述传热元件为管状体时，所述m排通孔的每排通孔中各相邻通孔的间距均相等。
进一步地，当所述传热元件为管状体时，所述m排通孔中各通孔在所述传热元件轴向上对齐，形成n列排列方向与所述传热元件轴向平行的通孔列。
根据一个实施例，当所述传热元件为管状体时，所述通孔矩阵中每个通孔的轴线均与所述传热元件的轴线垂直相交。
根据一个实施例，所述管状体为圆管状体。
根据一个实施例，当所述传热元件为柱状体时，所述通孔矩阵分布在所述传热元件的底面上。
进一步地，当所述传热元件为柱状体时，所述通孔矩阵在所述传热元件的底面上具有s排通孔，每排通孔均呈直线分布，且各排通孔间呈平行分布，其中s≥2。
进一步地，当所述传热元件为柱状体时，所述每排通孔中各相邻通孔的间距均相等。
进一步地，当所述传热元件为柱状体时，所述每排通孔与邻排通孔的间距均相等。
根据一个实施例，当所述传热元件为柱状体时，所述通孔矩阵中每个通孔的轴线均与所述传热元件的轴线平行。
根据一个实施例，所述柱状体为圆柱体。
根据一个实施例，所述热电堆的各热电结采用焊接制成。
进一步地，所述各热电结的成结点采用先将两极线材相互螺旋绕合1～2mm，再以(电弧)焊接制成。
进一步地，所述焊接为电弧焊接。
进一步地，所述电弧焊接采用氩气保护。
根据一个实施例，在步骤(三)之后，将所述热电堆各成结点两侧的两极线材与所述传热元件壁面贴合。
根据一个实施例，对于所述热电堆外表面除各热电结的成结点以外的区域覆有绝缘层，即各热电结成结点未覆绝缘层的情况，要求在所述组装结构中各热电结的成结点之间预留足够空间以确保各成结点之间不发生短接。
根据一个实施例，在步骤(三)之后，采用固化材料对制作的量热测温元件进行固化。
进一步地，所述固化材料可以是环氧树脂。
进一步地，所述对制作的量热测温元件进行固化采用浇注固化材料的方式进行。
进一步地，所述浇注在模具中进行。
进一步地，所述浇注在真空中进行。
根据一个实施例，当所述传热元件为管状体时，所述将选取的各穿孔成结点按照一定顺序穿入所述传热元件通孔矩阵的相应通孔中可以采用轴向折返式穿孔法，具体如下：在所述m排通孔的第1排通孔中选取一通孔作为起始通孔，将第一个穿孔成结点穿入起始通孔，将第二个穿孔成结点穿入所述m排通孔的第2排通孔中与起始通孔相邻的通孔，以此类推，直至所述m排通孔的该组通孔皆为穿孔成结点所穿入；接下来令下一穿孔成结点沿所述传热元件径向横跨至相邻通孔并穿入，然后折向与前组通孔穿入穿孔成结点顺序相反的方向，依次完成第二组通孔中穿孔成结点的穿入，完成第一次折返式穿孔；依照上述第一次折返式穿孔的模式继续进行折返式穿孔，直至完成n组穿孔成结点的穿入。
根据一个实施例，当所述传热元件为管状体时，所述将选取的各穿孔成结点按照一定顺序穿入所述传热元件通孔矩阵的相应通孔中也可以采用径向折返式穿孔法，具体如下：在所述m排通孔的第1排通孔中选取一通孔作为起始通孔，将第一个穿孔成结点穿入起始通孔，将第二个穿孔成结点穿入所述第1排通孔中与起始通孔相邻的通孔，以此类推，直至所述第1排通孔皆为穿孔成结点所穿入；接下来令下一穿孔成结点沿所述传热元件轴向纵跨至相邻通孔并穿入，然后折向与所述第1排通孔穿入穿孔成结点顺序相反的方向，依次完成所述m排通孔的第2排通孔中穿孔成结点的穿入，完成第一次折返式穿孔；依照上述第一次折返式穿孔的模式继续进行折返式穿孔，直至完成m排穿孔成结点的穿入。
根据一个实施例，当所述传热元件为柱状体时，所述将选取的各穿孔成结点按照一定顺序穿入所述传热元件通孔矩阵的相应通孔中可以采用折返式穿孔法，具体如下：选取所述s排通孔的第1排通孔上任一端的通孔作为起始通孔，将第一个穿孔成结点穿入起始通孔，将第二个穿孔成结点穿入所述第1排通孔上与起始通孔相邻的通孔，以此类推，直至所述第1排通孔的各通孔皆为穿孔成结点所穿入；接下来令下一穿孔成结点横跨至所述s排通孔的第2排通孔，并穿入所述第2排通孔上邻近的端部通孔，然后折向与所述第1排通孔穿入穿孔成结点顺序相反的方向，依次完成所述第2排通孔中穿孔成结点的穿入，完成第一次折返式穿孔；依照上述第一次折返式穿孔的模式继续进行折返式穿孔，直至完成s排穿孔成结点的穿入。
根据一个实施例，所述传热元件可以采用分体式设计，所述热电堆的数量可以为多个；制作量热测温元件时，按照步骤(三)的穿孔成结点选取及穿入方式将各热电堆与对应的传热元件分体式结构组装在一起，然后将各热电堆依序串联，完成量热测温元件的制作。
本发明量热测温元件的制作工艺采用了在热电堆上选取穿孔成结点穿入传热元件相应通孔的组装方式，使得热电堆和传热元件组装过程中二者有关参数搭配要求变得较为宽松；不会发生由于热电堆反复绕穿传热元件定位孔而导致热电堆易损伤的问题；成型后热电堆热电结两极线材长度裕量充足，基本处于自由舒展状态，不承受拉伸作用，因此不易出现绷断问题；可方便的实现多点热电势的监测及输出，并使得热电堆局部失效不影响其它部分的热电势测量，显著提高了应用灵活性、耐用性及性能稳定性。
附图说明
图1为根据本发明实施例的传热元件(管状体)示意图。
图2为根据本发明实施例的传热元件(管状体)侧面展开示意图。
图3为根据本发明实施例的传热元件通孔矩阵排布方式(侧面展开)示意图。
图4为根据本发明的轴向折返式穿孔法制成的组装结构示意图。
图5为根据本发明的径向折返式穿孔法制成的组装结构示意图。
图6为根据本发明实施例的传热元件(柱状体)示意图。
图7为根据本发明实施例的传热元件(柱状体)底面示意图。
附图标记：1.传热元件，2.通孔，3.热电堆，4.穿孔成结点，5.非穿孔成结点，6.传热元件外壁，7.传热元件内壁。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。
在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明的实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。为了清楚地示出各个部件的细节，附图中的各个部件并不是按比例绘制的，所以附图中的各个部件的比例也不应作为一种限制。
本发明的量热测温元件的制作工艺包括以下步骤：
(一)选取传热元件1，所述传热元件1上开有通孔矩阵(参见附图1-2)，所述传热元件1用于为热电堆提供支撑以及形成合理温差，所述通孔矩阵的通孔2大小依据穿线便利性而定，通孔数量、传热元件1几何尺寸等参数依据量热测温元件的设计而定；
(二)选取热电堆3，所述热电堆3外表面或者所述热电堆3外表面除各热电结的成结点以外的区域覆有绝缘层，所述绝缘层可以来自于所述热电堆3所采用的具有绝缘外皮的两极线材，也可以来自于所述热电堆3外表面的整体绝缘包覆，可有效实现绝缘层覆盖区域的绝缘以及抗氧化腐蚀；热电堆3由多个热电结串联而成，热电结由两种不同材料的热电极组成，热电极材料根据使用需求选择；所述热电堆3的热电结数量依据量热测温元件的设计而定，所述热电堆3各热电结成结点之间的距离依据所述通孔矩阵的通孔分布情况及量热测温元件的设计而定；
(三)在所述热电堆3上每隔一个成结点选取一个穿孔成结点，然后将选取的各穿孔成结点4按照一定顺序穿过所述通孔矩阵的相应通孔，形成热电堆3的成结点间隔分布在所述通孔矩阵两侧的组装结构，完成量热测温元件的制作。
本发明采用的在热电堆上选取穿孔成结点穿入传热元件相应通孔的组装方式，能够有效克服现有热电堆和传热元件组装过程中二者有关参数搭配要求严苛(如：当热电堆的热电结成结点分布与传热元件定位孔分布的匹配不十分精确时，热电结成结点和定位孔之间极易在多级往复绕穿的情况下产生错位问题)、热电堆反复绕穿传热元件定位孔而导致热电堆易损伤、成型后热电堆因热电结之间线材长度裕量不足而导致的成结点易绷断(而本发明的组装方式具有热点结两极线材长度裕量充足，基本处于自由舒展状态，不承受拉伸作用的特点)等问题，可方便的实现多点热电势的监测及输出，并使得热电堆局部失效不影响其它部分的热电势测量，显著提高了应用灵活性、耐用性及性能稳定性。
根据一个示例，所述传热元件1为管状体或柱状体。
根据一个示例，当所述传热元件1为管状体时，所述通孔矩阵分布在所述传热元件1的侧壁上。
进一步地，当所述传热元件1为管状体时，所述通孔矩阵沿传热元件1轴向上具有m排通孔，每排通孔数量同为n个，其中m≥2，n≥2。
进一步地，当所述传热元件1为管状体时，所述m排通孔的每排通孔均位于同一平面上，且该平面与所述传热元件1的轴向垂直。
进一步地，当所述传热元件1为管状体时，所述m排通孔的每排通孔中各相邻通孔的间距均相等。
进一步地，当所述传热元件1为管状体时，所述m排通孔中各通孔在所述传热元件1轴向上对齐，形成n列排列方向与所述传热元件1轴向平行的通孔列。
根据一个示例，当所述传热元件1为管状体时，所述通孔矩阵中每个通孔的轴线均与所述传热元件1的轴线垂直相交。
根据一个示例，所述管状体为圆管状体。
根据一个示例，当所述传热元件1为柱状体时，所述通孔矩阵分布在所述传热元件1的底面上。
进一步地，当所述传热元件1为柱状体时，所述通孔矩阵在所述传热元件1的底面上具有s排通孔，每排通孔均呈直线分布，且各排通孔间呈平行分布，其中s≥2。
进一步地，当所述传热元件1为柱状体时，所述每排通孔中各相邻通孔的间距均相等。
进一步地，当所述传热元件1为柱状体时，所述每排通孔与邻排通孔的间距均相等。
根据一个示例，当所述传热元件1为柱状体时，所述通孔矩阵中每个通孔的轴线均与所述传热元件1的轴线平行。
根据一个示例，所述柱状体为圆柱体。
根据一个示例，所述热电堆3的各热电结采用焊接制成。
进一步地，所述各热电结的成结点采用先将两极线材相互螺旋绕合1～2mm，再以(电弧)焊接制成，可以避免因焊接夹具对两极线材的施力方向不一致所导致的即使两极线材熔融也无法有效形成成结点的问题。
进一步地，所述焊接为电弧焊接。
进一步地，所述电弧焊接采用氩气保护以防止焊接点氧化。
根据一个示例，在步骤(三)之后，将所述热电堆3各成结点两侧的两极线材与所述传热元件1壁面贴合，从而在一定程度上对两极线材进行固定与保护。
根据一个示例，对于所述热电堆3外表面除各热电结的成结点以外的区域覆有绝缘层，即各热电结成结点未覆绝缘层的情况，要求在所述组装结构中各热电结的成结点之间预留足够空间以确保各成结点之间不发生短接。
根据一个示例，在步骤(三)之后，采用固化材料对制作的量热测温元件进行固化，以便将热电堆3和传热元件1固化在一起，令量热测温元件的性能参数更加稳定，同时对其形成保护。
进一步地，所述固化材料可以是环氧树脂。
进一步地，所述对制作的量热测温元件进行固化采用浇注固化材料的方式进行。
进一步地，所述浇注在模具中进行。
进一步地，所述浇注在真空中进行，以去除固化材料中可能残留的气泡。
根据一个示例，当所述传热元件1为管状体时，所述将选取的各穿孔成结点4按照一定顺序穿入所述传热元件1通孔矩阵的相应通孔中可以采用轴向折返式穿孔法，具体如下：在所述m排通孔的第1排通孔中选取一通孔作为起始通孔，将第一个穿孔成结点穿入起始通孔，将第二个穿孔成结点穿入所述m排通孔的第2排通孔中与起始通孔相邻的通孔，以此类推，直至所述m排通孔的该组通孔皆为穿孔成结点所穿入；接下来令下一穿孔成结点沿所述传热元件1径向横跨至相邻通孔并穿入，然后折向与前组通孔穿入穿孔成结点顺序相反的方向，依次完成第二组通孔中穿孔成结点的穿入，完成第一次折返式穿孔；依照上述第一次折返式穿孔的模式继续进行折返式穿孔，直至完成n组穿孔成结点的穿入。
根据一个示例，当所述传热元件1为管状体时，所述将选取的各穿孔成结点4按照一定顺序穿入所述传热元件1通孔矩阵的相应通孔中也可以采用径向折返式穿孔法，具体如下：在所述m排通孔的第1排通孔中选取一通孔作为起始通孔，将第一个穿孔成结点穿入起始通孔，将第二个穿孔成结点穿入所述第1排通孔中与起始通孔相邻的通孔，以此类推，直至所述第1排通孔皆为穿孔成结点所穿入；接下来令下一穿孔成结点沿所述传热元件1轴向纵跨至相邻通孔并穿入，然后折向与所述第1排通孔穿入穿孔成结点顺序相反的方向，依次完成所述m排通孔的第2排通孔中穿孔成结点的穿入，完成第一次折返式穿孔；依照上述第一次折返式穿孔的模式继续进行折返式穿孔，直至完成m排穿孔成结点的穿入。
根据一个示例，当所述传热元件1为柱状体时，所述将选取的各穿孔成结点4按照一定顺序穿入所述传热元件1通孔矩阵的相应通孔中可以采用折返式穿孔法，具体如下：选取所述s排通孔的第1排通孔上任一端的通孔作为起始通孔，将第一个穿孔成结点穿入起始通孔，将第二个穿孔成结点穿入所述第1排通孔上与起始通孔相邻的通孔，以此类推，直至所述第1排通孔的各通孔皆为穿孔成结点所穿入；接下来令下一穿孔成结点横跨至所述s排通孔的第2排通孔，并穿入所述第2排通孔上邻近的端部通孔，然后折向与所述第1排通孔穿入穿孔成结点顺序相反的方向，依次完成所述第2排通孔中穿孔成结点的穿入，完成第一次折返式穿孔；依照上述第一次折返式穿孔的模式继续进行折返式穿孔，直至完成s排穿孔成结点的穿入。
根据一个示例，为满足某些特殊应用场景，所述传热元件1可以采用分体式设计，所述热电堆3的数量可以为多个；制作量热测温元件时，按照步骤(三)的穿孔成结点选取及穿入方式将各热电堆与对应的传热元件1分体式结构组装在一起，然后将各热电堆依序串联，完成量热测温元件的制作；各分体式结构可以依据应用场合而定。
实施例1
本实施例提供的量热测温元件的制作工艺主要包括以下步骤：
(一)选取传热元件1，所述传热元件1为圆管状体，所述传热元件1的尺寸参数为：内径240.0mm，壁厚12.0mm，高420.0mm；所述传热元件1的侧壁上开有通孔矩阵，各通孔2直径均为1.5mm；所述通孔矩阵沿传热元件1轴向上具有m排通孔(m＝19)，每排通孔数量同为n个(n＝40)；所述m排通孔的每排通孔均位于同一平面上，且该平面与所述传热元件1的轴向垂直，每排通孔中各相邻通孔的间距均相等；所述m排通孔中各通孔在所述传热元件1轴向上对齐，形成n列排列方向与所述传热元件1轴向平行的通孔列；所述通孔矩阵中每个通孔的轴线均与所述传热元件1的轴线垂直相交。
(二)选取热电堆3，所述热电堆3热电结的两极线材为铜和康铜，两极线材直径均为0.5mm，所述热电堆3外表面覆有绝缘层。
(三)在所述热电堆3上每隔一个成结点选取一个穿孔成结点，然后采用轴向折返式穿孔法将选取的各穿孔成结点4穿入所述通孔矩阵的相应通孔中(参见附图3和附图4)，具体如下：在所述m排通孔的第1排通孔中选取一通孔作为起始通孔，将第一个穿孔成结点穿入起始通孔，将第二个穿孔成结点穿入所述m排通孔的第2排通孔中与起始通孔相邻的通孔，以此类推，直至所述m排通孔的该组通孔皆为穿孔成结点所穿入；接下来令下一穿孔成结点沿所述传热元件1径向横跨至相邻通孔并穿入，然后折向与前组通孔穿入穿孔成结点顺序相反的方向，依次完成第二组通孔中穿孔成结点的穿入，完成第一次折返式穿孔；依照上述第一次折返式穿孔的模式继续进行折返式穿孔，直至完成n组穿孔成结点的穿入，形成热电堆3的成结点间隔分布在所述通孔矩阵两侧的组装结构，完成量热测温元件的制作。
(四)将所述热电堆3各成结点两侧的两极线材与所述传热元件1壁面贴合；在真空环境下，采用环氧树脂浇注方式于模具中对制作的量热测温元件进行固化，固化时模具与量热测温元件之间保持2.0mm间隙。
本实施例制作的量热测温元件性能参数如下：热电势率约为2.64mV/W；6次热电势重复测量组间相对标准偏差为0.31％，表明本发明制作的量热测温元件灵敏度系数高，测量稳定性好。
实施例2
本实施例提供的量热测温元件的制作工艺主要包括以下步骤：
(一)选取传热元件1，所述传热元件1为圆管状体，所述传热元件1的尺寸参数与实施例1相同；所述传热元件1的侧壁上开有通孔矩阵，各通孔2直径均为1.5mm；所述通孔矩阵沿传热元件1轴向上具有m排通孔(m＝19)，每排通孔数量同为n个(n＝40)；所述m排通孔的每排通孔均位于同一平面上，且该平面与所述传热元件1的轴向垂直，每排通孔中各相邻通孔的间距均相等；所述m排通孔中各通孔在所述传热元件1轴向上对齐，形成n列排列方向与所述传热元件1轴向平行的通孔列；所述通孔矩阵中每个通孔的轴线均与所述传热元件1的轴线垂直相交。
(二)选取热电堆3，所述热电堆3热电结的两极线材选择与实施例1相同，所述热电堆3外表面除各热电结的成结点以外的区域覆有绝缘层。
(三)在所述热电堆3上每隔一个成结点选取一个穿孔成结点，然后采用径向折返式穿孔法将选取的各穿孔成结点4穿入所述通孔矩阵的相应通孔中(参见附图3和附图5)，具体如下：在所述m排通孔的第1排通孔中选取一通孔作为起始通孔，将第一个穿孔成结点穿入起始通孔，将第二个穿孔成结点穿入所述第1排通孔中与起始通孔相邻的通孔，以此类推，直至所述第1排通孔皆为穿孔成结点所穿入；接下来令下一穿孔成结点沿所述传热元件1轴向纵跨至相邻通孔并穿入，然后折向与所述第1排通孔穿入穿孔成结点顺序相反的方向，依次完成所述m排通孔的第2排通孔中穿孔成结点的穿入，完成第一次折返式穿孔；依照上述第一次折返式穿孔的模式继续进行折返式穿孔，直至完成m排穿孔成结点的穿入，形成热电堆3的成结点间隔分布在所述通孔矩阵两侧的组装结构，所述组装结构中各热电结的成结点之间预留足够空间以确保各成结点之间不发生短接，完成量热测温元件的制作。
(四)将所述热电堆3各成结点两侧的两极线材与所述传热元件1壁面贴合；在真空环境下，采用环氧树脂浇注方式于模具中对制作的量热测温元件进行固化，固化时模具与量热测温元件之间保持2.0mm间隙。
本实施例制作的量热测温元件性能参数如下：热电势率约为2.67mV/W；6次热电势重复测量组间相对标准偏差为0.36％，表明本发明制作的量热测温元件灵敏度系数高，测量稳定性好。
实施例3
本实施例提供的量热测温元件的制作工艺主要包括以下步骤：
(一)选取传热元件1，所述传热元件1为圆柱体，所述传热元件1的尺寸参数为：直径220.0mm，高16.0mm；所述传热元件1的底面上开有通孔矩阵(参见附图6和附图7)，各通孔2直径均为1.5mm；所述通孔矩阵在所述传热元件1的底面上具有s排通孔，每排通孔均呈直线分布，且各排通孔间呈平行分布；每排通孔中各相邻通孔的间距均相等；每排通孔与邻排通孔的间距均相等；所述通孔矩阵中每个通孔的轴线均与所述传热元件1的轴线平行。
(二)选取热电堆3，所述热电堆3热电结的两极线材为铜和康铜，两极线材直径均为0.5mm，所述热电堆3外表面覆有绝缘层。
(三)在所述热电堆3上每隔一个成结点选取一个穿孔成结点，然后采用折返式穿孔法将选取的各穿孔成结点4穿入所述通孔矩阵的相应通孔中，具体如下：选取所述s排通孔的第1排通孔上任一端的通孔作为起始通孔，将第一个穿孔成结点穿入起始通孔，将第二个穿孔成结点穿入所述第1排通孔上与起始通孔相邻的通孔，以此类推，直至所述第1排通孔的各通孔皆为穿孔成结点所穿入；接下来令下一穿孔成结点横跨至所述s排通孔的第2排通孔，并穿入所述第2排通孔上邻近的端部通孔，然后折向与所述第1排通孔穿入穿孔成结点顺序相反的方向，依次完成所述第2排通孔中穿孔成结点的穿入，完成第一次折返式穿孔；依照上述第一次折返式穿孔的模式继续进行折返式穿孔，直至完成s排穿孔成结点的穿入，形成热电堆3的成结点间隔分布在所述通孔矩阵两侧的组装结构，完成量热测温元件的制作。
(四)将所述热电堆3各成结点两侧的两极线材与所述传热元件1壁面贴合；在真空环境下，采用环氧树脂浇注方式于模具中对制作的量热测温元件进行固化，固化时模具与量热测温元件之间保持2.0mm间隙。
本实施例制作的量热测温元件性能参数如下：热电势率约为0.81mV/W；6次热电势重复测量组间相对标准偏差为0.68％，表明本发明制作的量热测温元件灵敏度系数高，测量稳定性好。
虽然根据本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明，然而，本领域普通技术人员应理解，在不背离本发明的总体构思的原则和精神的情况下，可以对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (29)

1.一种量热测温元件的制作工艺，其特征在于该量热测温元件的制作工艺包括以下步骤：
（一）选取传热元件，所述传热元件上开有通孔矩阵；
（二）选取热电堆，所述热电堆外表面或者所述热电堆外表面除各热电结的成结点以外的区域覆有绝缘层；
（三）在所述热电堆上每隔一个成结点选取一个穿孔成结点，然后将选取的各穿孔成结点按照一定顺序穿过所述通孔矩阵的相应通孔，形成热电堆的成结点间隔分布在所述通孔矩阵两侧的组装结构，完成量热测温元件的制作。
2.根据权利要求1所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：所述传热元件为管状体或柱状体。
3.根据权利要求2所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：当所述传热元件为管状体时，所述通孔矩阵分布在所述传热元件的侧壁上。
4.根据权利要求3所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：所述通孔矩阵沿传热元件轴向上具有m排通孔，每排通孔数量同为n个，其中m≥2，n≥2。
5.根据权利要求4所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：所述m排通孔的每排通孔均位于同一平面上，且该平面与所述传热元件的轴向垂直。
6.根据权利要求5所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：所述m排通孔的每排通孔中各相邻通孔的间距均相等。
7.根据权利要求6所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：所述m排通孔中各通孔在所述传热元件轴向上对齐，形成n列排列方向与所述传热元件轴向平行的通孔列。
8.根据权利要求7所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：所述通孔矩阵中每个通孔的轴线均与所述传热元件的轴线垂直相交。
9.根据权利要求8所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：所述管状体为圆管状体。
10.根据权利要求4-9任一项所述 的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：所述将选取的各穿孔成结点按照一定顺序穿入所述传热元件通孔矩阵的相应通孔中采用轴向折返式穿孔法，具体如下：在所述m排通孔的第1排通孔中选取一通孔作为起始通孔，将第一个穿孔成结点穿入起始通孔，将第二个穿孔成结点穿入所述m排通孔的第2排通孔中与起始通孔相邻的通孔，以此类推，直至所述m排通孔的该组通孔皆为穿孔成结点所穿入；接下来令下一穿孔成结点沿所述传热元件径向横跨至相邻通孔并穿入，然后折向与前组通孔穿入穿孔成结点顺序相反的方向，依次完成第二组通孔中穿孔成结点的穿入，完成第一次折返式穿孔；依照上述第一次折返式穿孔的模式继续进行折返式穿孔，直至完成n组穿孔成结点的穿入。
11.根据权利要求4-9任一项所述 的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：所述将选取的各穿孔成结点按照一定顺序穿入所述传热元件通孔矩阵的相应通孔中采用径向折返式穿孔法，具体如下：在所述m排通孔的第1排通孔中选取一通孔作为起始通孔，将第一个穿孔成结点穿入起始通孔，将第二个穿孔成结点穿入所述第1排通孔中与起始通孔相邻的通孔，以此类推，直至所述第1排通孔皆为穿孔成结点所穿入；接下来令下一穿孔成结点沿所述传热元件轴向纵跨至相邻通孔并穿入，然后折向与所述第1排通孔穿入穿孔成结点顺序相反的方向，依次完成所述m排通孔的第2排通孔中穿孔成结点的穿入，完成第一次折返式穿孔；依照上述第一次折返式穿孔的模式继续进行折返式穿孔，直至完成m排穿孔成结点的穿入。
12.根据权利要求2所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：当所述传热元件为柱状体时，所述通孔矩阵分布在所述传热元件的底面上。
13.根据权利要求12所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：所述通孔矩阵在所述传热元件的底面上具有s排通孔，每排通孔均呈直线分布，且各排通孔间呈平行分布，其中s ≥2。
14.根据权利要求13所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：所述每排通孔中各相邻通孔的间距均相等。
15.根据权利要求14所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：所述每排通孔与邻排通孔的间距均相等。
16.根据权利要求15所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：所述通孔矩阵中每个通孔的轴线均与所述传热元件的轴线平行。
17.根据权利要求16所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：所述柱状体为圆柱体。
18.根据权利要求13-17任一项所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：所述将选取的各穿孔成结点按照一定顺序穿入所述传热元件通孔矩阵的相应通孔中采用折返式穿孔法，具体如下：选取所述s排通孔的第1排通孔上任一端的通孔作为起始通孔，将第一个穿孔成结点穿入起始通孔，将第二个穿孔成结点穿入所述第1排通孔上与起始通孔相邻的通孔，以此类推，直至所述第1排通孔的各通孔皆为穿孔成结点所穿入；接下来令下一穿孔成结点横跨至所述s排通孔的第2排通孔，并穿入所述第2排通孔上邻近的端部通孔，然后折向与所述第1排通孔穿入穿孔成结点顺序相反的方向，依次完成所述第2排通孔中穿孔成结点的穿入，完成第一次折返式穿孔；依照上述第一次折返式穿孔的模式继续进行折返式穿孔，直至完成s排穿孔成结点的穿入。
19.根据权利要求1所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：所述热电堆的各热电结采用焊接制成。
20.根据权利要求19所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：所述各热电结的成结点采用先将两极线材相互螺旋绕合1~2mm，再以电弧焊接制成。
21.根据权利要求20所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：所述电弧焊接采用氩气保护。
22.根据权利要求1所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：在步骤（三）之后，将所述热电堆各成结点两侧的两极线材与所述传热元件壁面贴合。
23.根据权利要求1所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：对于所述热电堆外表面除各热电结的成结点以外的区域覆有绝缘层，即各热电结成结点未覆绝缘层的情况，要求在所述组装结构中各热电结的成结点之间预留足够空间以确保各成结点之间不发生短接。
24.根据权利要求1所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：在步骤（三）之后，采用固化材料对制作的量热测温元件进行固化。
25.根据权利要求24所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：所述固化材料是环氧树脂。
26.根据权利要求24所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：所述对制作的量热测温元件进行固化采用浇注固化材料的方式进行。
27.根据权利要求26所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：所述浇注在模具中进行。
28.根据权利要求26所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：所述浇注在真空中进行。
29.根据权利要求1-9、12-17、19-28任一项所述的量热测温元件的制作工艺，其特征在于：所述传热元件采用分体式设计，所述热电堆的数量为多个；制作量热测温元件时，按照步骤（三）的穿孔成结点选取及穿入方式将各热电堆与对应的传热元件分体式结构组装在一起，然后将各热电堆依序串联，完成量热测温元件的制作。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1380537A (zh) * 2002-05-13 2002-11-20 重庆大学 热流计测头制作方法与产品及辅助工具
CN2629017Y (zh) * 2002-12-27 2004-07-28 重庆大学 插片式热流计传感器
JP2012004333A (ja) * 2010-06-17 2012-01-05 Fujitsu Ltd 熱電素子及び熱電素子の製造方法
CN203490005U (zh) * 2013-08-29 2014-03-19 中国电子科技集团公司第四十八研究所 一种薄片阵列热流传感器
CN204188310U (zh) * 2014-10-29 2015-03-04 中核四○四有限公司 一种动态k值量热计测温元件装置
CN107543634A (zh) * 2016-09-05 2018-01-05 北京卫星环境工程研究所 基于柔性薄膜热电堆的条纹式辐射热流测量装置
CN207881866U (zh) * 2017-12-29 2018-09-18 中核四0四有限公司 一种动态k值量热计测量杯
CN109141686A (zh) * 2018-09-27 2019-01-04 北京遥测技术研究所 一种基于热电堆原理的热流传感器

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1380537A (zh) * 2002-05-13 2002-11-20 重庆大学 热流计测头制作方法与产品及辅助工具
CN2629017Y (zh) * 2002-12-27 2004-07-28 重庆大学 插片式热流计传感器
JP2012004333A (ja) * 2010-06-17 2012-01-05 Fujitsu Ltd 熱電素子及び熱電素子の製造方法
CN203490005U (zh) * 2013-08-29 2014-03-19 中国电子科技集团公司第四十八研究所 一种薄片阵列热流传感器
CN204188310U (zh) * 2014-10-29 2015-03-04 中核四○四有限公司 一种动态k值量热计测温元件装置
CN107543634A (zh) * 2016-09-05 2018-01-05 北京卫星环境工程研究所 基于柔性薄膜热电堆的条纹式辐射热流测量装置
CN207881866U (zh) * 2017-12-29 2018-09-18 中核四0四有限公司 一种动态k值量热计测量杯
CN109141686A (zh) * 2018-09-27 2019-01-04 北京遥测技术研究所 一种基于热电堆原理的热流传感器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
量热计恒温体温度控制方法研究;尹文续等;《计量与测试技术》;20191231;第46卷(第12期);第59-61页 *

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