CN111799013A - 一种柔性高精度n型热电偶传感器线缆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及温度传感器技术领域，涉及一种柔性高精度N型热电偶传感器线缆，包括包裹于同一个保护层内的正极线芯和负极线芯，所述正极线芯和负极线芯外各自设有绝缘层；所述正极线芯的材料为镍铬硅合金，含Cr 13.12～15.27wt％、Si 0.89～1.34wt％、Fe 0.02～0.18wt％、Mn 0.01～0.06wt％以及余量的Ni；所述负极线芯的材料为镍硅钴合金，含Si 3.62～4.72wt％、Co 0.13～0.36wt％、Fe 0.10～0.24wt％、Al 0.01～0.08wt％以及余量的Ni。本柔性高精度N型热电偶传感器线缆满足连续生产的情况下制造长度可以任意延长，不仅结构柔软，而且电势值与温度在0℃～1000℃的使用范围内能保证比较精确的线性关系，并能够在1300℃的高温下使用。

Description

一种柔性高精度N型热电偶传感器线缆
技术领域
本发明涉及温度传感器技术领域，特别涉及一种柔性高精度N型热电偶传感器线缆。
背景技术
随着科学技术的发展，对高性能的材料和零部件的需求越来越大，从而对材料和零部件加工工艺提出了更高的要求。通过对温度、时间等关键工艺参数的控制，热加工过程可赋予材料预期性能，而在热加工过程中，精确的温度控制对材料性能影响起到至关重要的作用。热加工过程可赋予材料预期性能，而高温测量是保障热加工过程控制的基础和核心，是原材料到零部件制造整个热加工过程进行系统控制的规范。高温测量是对热加工设备进行温度测试和校准，以确保零部件和原材料在热加工过程中的温度的到有效控制，是热加工过程中非常重要的环节。
传统技术领域里可以对温度测量的传感器产品种类很多，但是在满足产品高精度的前提下，测量温度范围又能满足0℃～1300℃的传感器，仅能使用热电偶。
国内、外廉金属热电偶允差(精度)标准要求如表1所示。
表1：
Figure BDA0002602439450000011
Figure BDA0002602439450000021
国内、外贵金属热电偶温度范围和最大允差标准要求如表2所示。
表2：
Figure BDA0002602439450000022
其中贵金属热电偶虽满足各项技术指标，但是综合成本太高，大量使用给加工型企业带来较大的生产、制造、维护成本。廉金属热电偶中由传统铠装热电偶电缆制作的铠装热电偶传感器又存在以下问题：
1.传统型热电偶产品从低温段到高温段，满足所有温度点都是高精度的产品较少，普遍精度仅满足国标1级精度(产品允差0℃～375℃时≤±1.5℃，375℃～1000℃时≤0.4％·︱t︱)，在热加工过程限制了产品应用范围；
2.产品体积庞大、笨重，反复弯曲性能不好、易折断，影响现场敷设、测试和操作；
3.产品在使用长度上受到一定程度限制，无法满足长距离铺设，影响现场使用；
因此，有必要提供一种新结构的柔性、耐高温、高精度的N型热电偶传感器来解决上述问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种柔性高精度N型热电偶传感器线缆，能够用来制造抗折弯性好、长度方便延长、高精度的N型热电偶传感器。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种柔性高精度N型热电偶传感器线缆，包括包裹于同一个保护层内的正极线芯和负极线芯，所述正极线芯和负极线芯外各自设有绝缘层；所述正极线芯的材料为镍铬硅合金，含Cr 13.12～15.27wt％、Si 0.89～1.34wt％、Fe 0.02～0.18wt％、Mn 0.01～0.06wt％以及余量的Ni；所述负极线芯的材料为镍硅钴合金，含Si 3.62～4.72wt％、Co 0.13～0.36wt％、Fe 0.10～0.24wt％、Al 0.01～0.08wt％以及余量的Ni。
具体的，所述绝缘层和保护层均由耐高温纤维编织而成，所述耐高温纤维为氧化铝长线纤维、多晶莫来石长纤维、高铝长纤维、硅酸铝长纤维、石英玻璃长纤维或高硅氧长纤维中的一种。
具体的，所述绝缘层采用使用合股后直径为0.05mm～1.0mm的长纤维线，绝缘厚度为0.10mm～3.0mm。
具体的，所述保护层外还设有由耐高温合金丝编织成的金属铠甲保护层，所述金属铠甲保护层的材料取自铬镍合金、铬铝合金、铬铝铼合金、铬铝铌合金或铬铝钼合金。
进一步的，所述金属铠甲编织保护层其耐高温合金丝的直径为0.05mm～0.25mm，编织密度为65％～95％。
采用上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：
本柔性高精度N型热电偶传感器线缆满足连续生产的情况下制造长度可以任意延长，制作而成的传感器电势值与温度在0℃～1000℃的使用范围内能保证比较精确的线性关系，并能够在1300℃的高温下使用。
附图说明
图1为实施例柔性高精度N型热电偶传感器线缆的截面图；
图2为实施例1制作的热电偶传感器在第三方校准机构校准检测数据截图；
图3为实施例2制作的热电偶传感器在第三方校准机构校准检测数据截图。
图中数字表示：
1a-正极线芯，1b-负极线芯；
2a-正极绝缘层，2b-负极绝缘层；
3-保护层；
4-金属铠甲保护层。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种柔性高精度N型热电偶传感器线缆，包括包裹于同一个保护层3内的正极线芯1a和负极线芯1b，正极线芯1a外设有正极绝缘层2a，负极线芯1b外设有负极绝缘层2b；正极线芯1a的材料为镍铬硅合金，含Cr 13.12～15.27wt％、Si 0.89～1.34wt％、Fe 0.02～0.18wt％、Mn 0.01～0.06wt％以及余量的Ni；负极线芯1b的材料为镍硅钴合金，含Si 3.62～4.72wt％、Co 0.13～0.36wt％、Fe 0.10～0.24wt％、Al 0.01～0.08wt％以及余量的Ni。本柔性高精度N型热电偶传感器线缆满足连续生产的情况下制造长度可以任意延长。下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1～3：
按照表3所示配比制造正负极纤芯，正负极纤芯各自以100wt％计算。正、负极材料采用φ0.51mm的合金材料，生产900米的热电偶线缆，然后对热电偶线缆的首(卷轴首)、尾(卷轴尾)两端取样，对取样产品进行焊接制作成热电偶传感器，然后对产品进行计量校准。
表3：单位：wt％
Figure BDA0002602439450000051
表4、图2和图3为实施例1～3制作的N型热电偶从0℃～1000℃进行整百度一次校准的数据表。
表4：
Figure BDA0002602439450000061
从表4、图2和图3的第三方校准数据可以得知，本N型热电偶传感器线缆在温度0℃～1000℃的校准范围内，温度校准误差满足≤±1.0℃以内，甚至部分温度区间可以达到±0.5℃以内，两传感器相同校准温度点，校准值之间偏差≤0.3℃，说明电势值与温度在0℃～1000℃的温度范围内能保证比较精确的线性关系。该专利产品的测温精度高于国、内外廉金属热电偶行业标准，部分应用领域甚至可以直接替代贵金属热电偶使用。
如图1所示，保护层3外还设有由耐高温合金丝编织成的金属铠甲保护层4，金属铠甲保护层4的材料取自铬镍合金、铬铝合金、铬铝铼合金、铬铝铌合金或铬铝钼合金。这些合金材料能够耐受1300℃的高温，能够在物理撞击和热冲击下保护内部结构。
按照经验，采用以下材料制造电缆效果较好，正负极线芯1a、1b外径为0.1mm～3.25mm，绝缘层2a、2b采用使用合股后直径为0.05mm～1.0mm的长纤维线，绝缘厚度为0.10mm～3.0mm，金属铠甲编织保护层4其耐高温合金丝的直径为0.05mm～0.25mm，编织密度为65％～95％。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种柔性高精度N型热电偶传感器线缆，包括包裹于同一个保护层内的正极线芯和负极线芯，所述正极线芯和负极线芯外各自设有绝缘层；所述正极线芯的材料为镍铬硅合金，含Cr 13.12～15.27wt％、Si 0.89～1.34wt％、Fe 0.02～0.18wt％、Mn 0.01～0.06wt％以及余量的Ni；所述负极线芯的材料为镍硅钴合金，含Si 3.62～4.72wt％、Co0.13～0.36wt％、Fe 0.10～0.24wt％、Al 0.01～0.08wt％以及余量的Ni。
2.根据权利要求1所述的柔性高精度N型热电偶传感器线缆，其特征在于：所述绝缘层和保护层均由耐高温纤维编织而成，所述耐高温纤维为氧化铝长线纤维、多晶莫来石长纤维、高铝长纤维、硅酸铝长纤维、石英玻璃长纤维或高硅氧长纤维中的一种。
3.根据权利要求1所述的柔性高精度N型热电偶传感器线缆，其特征在于：所述绝缘层采用使用合股后直径为0.05mm～1.0mm的长纤维线，绝缘厚度为0.10mm～3.0mm。
4.根据权利要求1所述的柔性高精度N型热电偶传感器线缆，其特征在于：所述保护层外还设有由耐高温合金丝编织成的金属铠甲保护层，所述金属铠甲保护层的材料取自铬镍合金、铬铝合金、铬铝铼合金、铬铝铌合金或铬铝钼合金。
5.根据权利要求4所述的柔性高精度N型热电偶传感器线缆，其特征在于：所述金属铠甲编织保护层其耐高温合金丝的直径为0.05mm～0.25mm，编织密度为65％～95％。
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