CN114034408B - 低温温度传感器的安装机构、低温检测装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低温温度传感器的安装机构、低温检测装置及其安装方法。该低温温度传感器的安装机构包括底座、安装部和防护罩。底座能够固定在待测物上。安装部设置在底座上，安装部具有用于容置低温温度传感器的收容孔。收容孔有至少两个。至少两个收容孔间隔设置。防护罩能够罩设于安装部，且能够与待测物固接。上述低温温度传感器的安装机构能够提高低温温度传感器的检测精度。

Description

低温温度传感器的安装机构、低温检测装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及机械技术领域，特别是涉及一种低温温度传感器的安装机构、低温检测装置及其安装方法。

背景技术

近年来随着社会经济的高速发展，社会对大型低温制冷设备的需求不断增加，对大型低温制冷设备的研发和生产成为一种趋势。大型低温制冷设备是前沿科技研究、航空航天、高技术应用系统不可替代的基础支撑装备。

温度的测量是大型低温制冷系统研制工作的关键。一般地，通过在低温制冷系统中安装低温温度传感器进行温度的检测。低温温度传感器在使用过程中，低温温度传感器与待测物的可靠热接触影响检测精度。然而，现有的安装方式难以保证低温温度传感器与待测物的可靠热接触，导致检测精度较差。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够提高低温温度传感器的检测精度的低温温度传感器的安装机构。

此外，还有必要提供一种低温检测装置及其安装方法。

一种低温温度传感器的安装机构，包括：

底座，能够固定在待测物上；

安装部，设置在所述底座上，所述安装部具有用于容置低温温度传感器的收容孔，所述收容孔有至少两个，至少两个所述收容孔间隔设置；及

防护罩，能够罩设于所述安装部，且能够与所述待测物固接。

上述低温温度传感器的安装机构中，通过设置能够固定在待测物上的底座，在安装部上设置用于容置低温温度传感器的收容孔，并将安装部设置在底座上，能够保证低温温度传感器的安装稳定性，使得低温温度传感器与待测物能够可靠热接触，通过在安装部上设置至少两个间隔设置的收容孔，使得安装机构能够安装至少两个低温温度传感器，以通过至少两个低温温度传感器对同一待测点进行温度检测，使得能够通过至少两个低温温度传感器之间的数据进行比对以验证检测结果的精度，保证温度检测精度，通过能够罩设于安装座上且能够与安装座固接的防护罩，能够防止外部温度辐射(例如室温辐射)对低温温度传感器造成的漏热损失，保证温度检测精度。

在其中一个实施例中，所述待测物具有待测面，所述待测面为弧面，所述底座具有固定面，所述固定面为与所述待测面的弧度相匹配的弧面。

在其中一个实施例中，所述安装部开设有至少两个排气孔，各个所述排气孔分别与各个所述收容孔连通。

在其中一个实施例中，每个所述排气孔与对应的所述收容孔连通，各个所述排气孔的孔径均小于所述低温温度传感器的直径，以能够阻止所述低温温度传感器从所述排气孔脱出所述收容孔。

在其中一个实施例中，所述安装部开设有热沉槽，所述热沉槽为环绕所述安装部的外表面的环形槽。

在其中一个实施例中，所述底座上开设有至少两个引线出口，各个所述引线出口分别与各个所述收容孔连通；

进一步地，所述安装部具有避位口，所述避位口与各个引线出口均连通，且与各个所述收容孔均连通，以使各个所述引线出口分别与各个所述收容孔连通。

在其中一个实施例中，还包括紧固件，所述紧固件能够穿设所述防护罩、所述底座及所述安装部而固定在所述待测物上。

一种低温检测装置，包括上述低温温度传感器的安装机构和至少两个低温温度传感器，各个所述低温温度传感器能够分别安装在各个所述收容孔中。

上述低温检测装置的安装方法，包括如下步骤：

将所述底座固定在所述待测物上；

将至少两个所述低温温度传感器分别安装在至少两个所述收容孔中；及

将所述防护罩罩设于所述安装部上，且与所述待测物固接。

在其中一个实施例中，所述安装部开设有热沉槽，所述热沉槽为环绕所述安装部的外表面的环形槽，所述将所述低温温度传感器安装在所述收容孔中的步骤包括：

在所述低温温度传感器的表面覆盖导热剂，将覆盖有所述导热剂的所述低温温度传感器放入所述收容孔中；

在所述低温温度传感器上连接漆包铜线，将所述漆包铜线设置在所述热沉槽中以形成热沉。

附图说明

图1为一实施方式的低温温度传感器的安装机构的结构示意图；

图2为图1所示的安装机构的分解示意图；

图3为图1所示的安装机构的沿IV-IV线的剖面示意图；

图4为图1所示的安装机构的沿VI--VI线进行剖图后的俯视示意图；

图5为图1所示的安装机构的底座的结构示意图；

图6为图5所示的安装机构的底座沿II-II线的剖面示意图；

图7为图1所示的安装机构的安装部的结构示意图；

图8为图7所示的安装机构的安装部沿V-V线的剖面示意图；

图9为图7所示的安装机构的安装部沿III-III线的剖面示意图；

图10为图1所示的安装机构的防护罩的结构示意图；

图11为图10所示的防护罩的另一角度的结构示意图；

图12为图5所示的安装机构的底座沿I-I线的剖面示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本发明公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1、图2、图3和图4所示，本发明一实施方式提供一种低温温度传感器的安装机构100能够提高低温温度传感器的检测精度。该低温温度传感器的安装机构100包括底座110、安装部120和防护罩130。底座110能够固定在待测物上。安装部120设置在底座110上。安装部120具有用于容置低温温度传感器的收容孔122。收容孔122有至少两个。至少两个收容孔122间隔设置。防护罩130能够罩设于安装部120，且能够与待测物固接。

测量温度的基本依据：在没有外来影响的条件下，彼此接触的两物体最终将达到热平衡，即温度相同。然而，实际上例如气体和固体的热传导、热辐射等影响，导致在温度传感器和被测温物体之间总会有一定的温度差。在低温下，尤其是在高真空环境中，物体间的热接触往往较差，而且低温下物体的热容量较小，少量的热就可能产生显著的温度起伏。在实际测温中，因为高真空低温环境测温的要求，温度传感器需要安装在传感器座中。然而现有的传感器座容易受到热辐射的影响，室温辐射直接落在低温温度计上会造成相当大的漏热，严重影响温度检测精度。

上述低温温度传感器的安装机构100中，通过设置能够固定在待测物上的底座110，在安装部120上设置用于容置低温温度传感器的收容孔122，并将安装部120设置在底座110上，能够保证低温温度传感器的安装稳定性，使得低温温度传感器与待测物能够可靠热接触，通过在安装部120上设置至少两个间隔设置的收容孔122，使得安装机构100能够安装至少两个低温温度传感器，以通过至少两个低温温度传感器对同一待测点进行温度检测，使得能够通过至少两个低温温度传感器之间的数据进行比对以验证检测结果的精度，保证温度检测精度，通过能够罩设于安装座上且能够与安装座固接的防护罩130，能够防止外部温度辐射(例如室温辐射)对低温温度传感器造成的漏热损失，保证温度检测精度。

请参阅图5和图6，待测物具有待测面。底座110具有固定面112。固定面112在底座110固定在待测物时靠近待测物设置。固定面112的平面度与待测面的平面度相匹配。通过固定面112的平面度与待测面的平面度相匹配，使得底座110固定在待测物时固定面112能够与待测面的平面度更加贴合。进一步地，待测面为弧面。固定面112为弧面。固定面112的弧度与待测面的弧度相匹配。通过使固定面112的弧度与待测面的弧度相匹配，使得底座110固定在待测物时固定面112能够与待测面更加贴合。进一步地，待测物为管体，待测面为管体的外表面。根据管道的外径，在底座110的固定面112上加工出相应的弧度，以匹配管道的外表面。具体地，待测物为外径大于18mm的管道。

请参阅图5，底座110上开设有至少两个引线出口114。各个引线出口114分别与各个收容孔122连通。通过设置引线出口114，使得低温温度传感器安装在收容孔122中时低温温度传感器的引线能够从引线出口114中引出，而能够与低温温度变送器或者测温仪连接。

在图示实施例中，底座110为圆柱形。固定面112为底座110的一端面，底座110的另一端面为平面。引线出口114由底座110的外周面向内凹陷形成。引线出口114贯穿底座110的两个端面。底座110的材质为紫铜。紫铜的热导率较高，是很好的传热材料。以紫铜为底座110的材质，有利于热传导，提高低温温度传感器和待测物的热接触。

请参阅图7和图8，安装部120设置在底座110远离固定面112的一侧。进一步地，安装部120固定在底座110远离固定面112的一侧。其中，低温温度传感器为棍状电阻性温度传感器。收容孔122为条形槽。更进一步地，收容孔122的深度大于低温温度传感器的长度，以保护低温温度传感器脆弱的根部。可选地，收容孔122能够容置长度为10mm～20mm的棍状电阻性温度传感器。在图示实施例中，安装部120的形状大致为圆柱形。安装部120固定在底座110时，安装部120的端面与底座110的端面抵接。收容孔122由安装部120的外周面向内凹陷形成。收容孔122至少有两个。至少两个收容孔122均为条形槽。至少两个收容孔122间隔设置。收容孔122的延伸方向与安装部120的轴向相交。在一个具体示例中，低温温度传感器为铂电阻PT100或者铑铁温度计。

安装部120开设有至少两个排气孔124。各个排气孔124分别与各个收容孔122连通。在低温温度传感器插入收容孔122过程中，制冷机抽真空以及制冷机降温过程中，低温温度传感器的热气从排气孔124中排出。进一步地，各个排气孔124与各个收容孔122连通。各个排气孔124的孔径均小于低温温度传感器的直径，以能够阻止低温温度传感器从排气孔124脱出收容孔122。通过使排气孔124的孔径小于低温温度传感器的直径，既能够使低温温度传感器的热气从排气孔124中排出，又能够阻止低温温度传感器脱出收容孔122。在图示实施例中，排气孔124有两个。两个排气孔124均贯穿安装部120的外周面。

在安装过程中，低温温度传感器上涂抹导热硅脂，再放入收容孔122中，多余的导热硅脂可以从排气孔124中冒出，这样低温温度传感器可以在收容孔122里放置地更贴合。另外，通过设置排气孔124，能够避免低温温度传感器在降温过程中被收容孔122死区里的热气从收容孔122中推出，保证低温温度传感器的检测精度。通过使排气孔124的孔径小于低温温度传感器的直径，能够阻止低温温度传感器从收容孔122进入排气孔124中，提高低温温度传感器的安装可靠性，有利于低温温度传感器运输和长久使用。

请参阅图9，安装部120具有避位口126。避位口126与各个引线出口114均连通，且与各个收容孔122均连通，以使各个引线出口114分别与各个收容孔122连通。在图示实施例中，避位口126由安装部120的外周面向内凹陷形成。避位口126靠近各个收容孔122的槽口设置。避位口126与各个收容孔122的槽口均相连。

安装部120开设有热沉槽128。热沉槽128为环绕安装部120的外表面的环形槽。通过设置热沉槽128，使得能够对低温温度传感器的引线进行热沉处理，使得低温温度传感器与被测温度部件之间有可靠的热接触，保证测温的精度。进一步地，热沉槽128位于收容孔122的远离底座110的一侧。在图示实施例中，热沉槽128有一个。热沉槽128由安装部120的外周面向内凹陷形成。

进一步地，避位口126与热沉槽128连通。此种设置使得低温温度传感器的引线在热沉槽128中经过热沉处理后能够从避位口126及引线出口114中引出，而能够与低温温度变送器或者测温仪连接。

在一个具体示例中，安装部120的材质为紫铜。紫铜的热导率较高，是很好的传热材料。以紫铜为安装部120的材质，有利于热传导，提高低温温度传感器和待测物的热接触。

请参阅图1和图10，防护罩130能够罩设于安装部120上，且能够与底座110抵持，以能够与底座110共同遮蔽安装部120。更进一步地，防护罩130能够与安装部120抵持。防护罩130与安装部120之间的摩擦力使得防护罩130在罩设于安装部120上时不易脱落又容易取下。具体地，通过加工公差使得防护罩130在罩设于安装部120上时不易脱落又容易取下。在图示实施例中，防护罩130能够罩设于安装部120上，且能够与底座110的端面抵持，以能够与底座110的端面共同遮蔽安装部120。

在一个具体示例中，防护罩130的材质为紫铜。紫铜的热导率较高，是很好的传热材料。以紫铜为防护罩130的材质，有利于热传导，提高低温温度传感器和待测物的热接触。

请参阅图2、图9、图11和图12，安装机构100还包括紧固件(图未示)。紧固件能够穿设防护罩130、底座110及安装部120而固定在待测物上，以将防护罩130、底座110及安装部120固定在待测物上。此种设置，使得安装机构100能够更加稳定地安装在待测物上，且安装方便。进一步地，底座110设有第一安装孔116。安装部120设有第二安装孔129。防护罩130设有第三安装孔132。第一安装孔116、第二安装孔129和第三安装孔132连通。紧固件能够依次穿设第三安装孔132、第二安装孔129和第一安装孔116而固定在待测物上。在图示实施例中，第二安装孔129有一个，一个第二安装孔129位于两个收容孔122之间。第一安装孔116有一个。一个第一安装孔116的位置与一个第二安装孔129的位置相对应。第三安装孔132有一个。一个第三安装孔132的位置与一个第二安装孔129的位置相对应。紧固件为螺钉。紧固件有一个。

上述低温温度传感器的安装机构100中，通过设置能够固定在待测物上的底座110，在安装部120上设置用于容置低温温度传感器的收容孔122，并将安装部120设置在底座110上，能够保证低温温度传感器的安装稳定性，使得低温温度传感器与待测物能够可靠热接触，通过在安装部120上设置至少两个间隔设置的收容孔122，使得安装机构100能够安装至少两个低温温度传感器，以通过至少两个低温温度传感器对同一待测点进行温度检测，使得能够通过至少两个低温温度传感器之间的数据进行比对以验证检测结果的精度，保证温度检测精度，通过能够罩设于安装座上且能够与安装座固接的防护罩130，能够防止外部温度辐射(例如室温辐射)对低温温度传感器造成的漏热损失，保证温度检测精度。

本发明的低温温度传感器的安装机构100适用于至少两支棍状电阻性低温温度传感器，能够安装在外径大于18mm的粗管道上，以在高真空环境中测试低温温度。本发明的低温温度传感器的安装机构100中，采用了稳定的固定方式，低温温度传感器的引线能够经过热沉，使得低温温度传感器与被测温度部件之间有可靠的热接触，防护罩130能够防止外部温度辐射(例如室温辐射)对低温温度传感器的漏热损失，从而保证了温度测量精度。本发明的低温温度传感器的安装机构100还解决了在外径大于18mm的粗管道上安装至少两支长度在10mm～20mm的棍状电阻性温度传感器的问题。

本发明还提供一实施方式的低温检测装置包括上述实施方式的低温温度传感器的安装机构100和至少两个低温温度传感器，各个低温温度传感器能够分别安装在各个收容孔122中。此种低温检测装置中，通过将至少两个低温温度传感器安装于至少两个间隔设置的收容孔122，以通过至少两个低温温度传感器对同一待测点进行温度检测，使得能够通过至少两个低温温度传感器之间的数据进行比对以验证检测结果的精度，保证温度检测精度，通过能够罩设于安装座上且能够与安装座固接的防护罩130，能够防止外部温度辐射(例如室温辐射)对低温温度传感器造成的漏热损失，保证温度检测精度。

进一步地，低温温度传感器的引线能够收容在热沉槽128中，以在热沉槽128中进行热沉处理。更进一步地，低温温度传感器的引线包括漆包铜线。漆包铜线能够缠绕在热沉槽128的槽底，以作为热沉。漆包铜线的长度大于10m。具体地，采用四线制接法对低温温度传感器接漆包铜线。

低温温度传感器的引线能够从引线出口114中引出。低温温度传感器的引线还包括与漆包铜线连接的聚四氟乙烯线。聚四氟乙烯线能够从引线出口114中引出。

低温检测装置还包括辅助部件。辅助部件能够与低温温度传感器电连接。辅助部件为低温温度变送器或者测温仪。进一步地，低温温度传感器的聚四氟乙烯线能够与辅助部件电连接。

此外，本发明还提供上述实施方式的低温检测装置的安装方法，包括如下步骤S110～S130：

S110、将底座110固定在待测物上。

具体地，将底座110焊接在待测物上。

更具体地，待测物为不锈钢管。将底座110焊接在待测物的步骤包括：将不锈钢管道的测温点表面用ZnCl处理过，将底座110用锡焊焊接在用ZnCl处理过的不锈钢管道表面上。

S120、将至少两个低温温度传感器分别安装在至少两个收容孔122中。

具体地，安装部120开设有热沉槽128，热沉槽128为环绕安装部120的外表面的环形槽，将至少两个低温温度传感器分别安装在至少两个收容孔122中的步骤包括：在各个低温温度传感器的表面覆盖导热剂，然后将覆盖有导热剂的低温温度传感器分别放入各个收容孔122中；在每个低温温度传感器上连接漆包铜线，将漆包铜线设置在热沉槽128中以形成热沉。

其中，导热剂为导热硅脂。

其中，采用四线制接法在低温温度传感器上接漆包铜线，并将漆包铜线连接焊点外套绝缘管。将漆包铜线缠绕至热沉槽128的槽底上作为热沉。

其中，底座110上开设有至少两个引线出口114，各个引线出口114分别与各个收容孔122连通；在各个低温温度传感器上连接漆包铜线，将漆包铜线设置在热沉槽128中以形成热沉的步骤之后还包括如下步骤：将聚四氟乙烯线接到各个低温温度传感器的漆包铜线上，作为低温温度传感器引线，将各个低温温度传感器聚四氟乙烯线分别引出各个引线出口114。

其中，在各个低温温度传感器的表面覆盖导热剂的步骤之前，还包括如下步骤：清洁各个低温温度传感器的表面。需要说明的是，若低温温度传感器的表面的洁净程度能够满足需求，清洁低温温度传感器的表面的步骤可以省略。

其中，将漆包铜线缠绕至热沉槽128的槽底上作为热沉的步骤中，在缠绕过程中不断在漆包铜线上涂抹缩醛胶。通过涂抹缩醛胶，既能够达到绝缘的效果，又能够避免铜线散开。进一步地，将聚四氟乙烯线接到漆包铜线上的步骤包括：缠绕足够圈数的漆包铜线，待缩醛胶干透后，将聚四氟乙烯线接漆包铜线作为低温温度传感器引线。

S130、将防护罩130罩设于安装座上，且与待测物固接。

具体地，将防护罩130罩设于安装部120上，且与底座110抵持

进一步地，将防护罩130罩设于安装部120上，且与底座110抵持的步骤之后，包括如下步骤：用紧固件将底座110、安装部120和防护罩130固定连接在待测物上；低温温度传感器的引线从引线出口114中引出。

其中，用紧固件将底座110、安装部120和防护罩130固定连接在待测物上的步骤包括：采用紧固件依次穿过第三安装孔132、第二安装孔129和第一安装孔116而固定在待测物上。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种低温温度传感器的安装机构，其特征在于，包括：

底座，能够固定在待测物上；

安装部，设置在所述底座上，所述安装部具有用于容置低温温度传感器的收容孔，所述收容孔有至少两个，至少两个所述收容孔间隔设置；及

防护罩，能够罩设于所述安装部，且能够与所述待测物固接，所述防护罩用于防止外部温度辐射对低温温度传感器造成的漏热损失，保证温度检测精度；

所述安装部开设有热沉槽，所述热沉槽为环绕所述安装部的外表面的环形槽；

所述底座上开设有至少两个引线出口，各个所述引线出口分别与各个所述收容孔连通；

所述安装部具有避位口，所述避位口与各个引线出口均连通，且与各个所述收容孔均连通，以使各个所述引线出口分别与各个所述收容孔连通；

避位口与热沉槽连通，以使得低温温度传感器的引线在热沉槽中经过热沉处理后能够从避位口及引线出口中引出。

2.根据权利要求1所述的低温温度传感器的安装机构，其特征在于，所述待测物具有待测面，所述待测面为弧面，所述底座具有固定面，所述固定面为与所述待测面的弧度相匹配的弧面。

3.根据权利要求1所述的低温温度传感器的安装机构，其特征在于，所述安装部开设有至少两个排气孔，各个所述排气孔分别与各个所述收容孔连通。

4.根据权利要求3所述的低温温度传感器的安装机构，其特征在于，每个所述排气孔与对应的所述收容孔连通，各个所述排气孔的孔径均小于所述低温温度传感器的直径，以能够阻止所述低温温度传感器从所述排气孔脱出所述收容孔。

5.根据权利要求1~4任一项所述的低温温度传感器的安装机构，其特征在于，还包括紧固件，所述紧固件能够穿设所述防护罩、所述底座及所述安装部而固定在所述待测物上。

6.一种低温检测装置，其特征在于，包括权利要求1~5任一项所述的低温温度传感器的安装机构和至少两个低温温度传感器，各个所述低温温度传感器能够分别安装在各个所述收容孔中。

7.如权利要求6所述的低温检测装置的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述底座固定在所述待测物上；

将至少两个所述低温温度传感器分别安装在至少两个所述收容孔中；及

将所述防护罩罩设于所述安装部上，且与所述待测物固接。

8.根据权利要求7所述的安装方法，其特征在于，所述安装部开设有热沉槽，所述热沉槽为环绕所述安装部的外表面的环形槽，所述将所述低温温度传感器安装在所述收容孔中的步骤包括：

在所述低温温度传感器的表面覆盖导热剂，将覆盖有所述导热剂的所述低温温度传感器放入所述收容孔中；

在所述低温温度传感器上连接漆包铜线，将所述漆包铜线设置在所述热沉槽中以形成热沉。