CN201837486U - 一种短型热电偶校准装置 - Google Patents

Abstract

一种短型热电偶校准装置，其特征在于：所述短型热电偶校准装置具体针对的是长度300mm以下、铠装结构、感温端直径8～13mm的短型热电偶；所述短型热电偶校准装置构成如下：检定炉(1)、控温电偶(2)、标准电偶(3)，其中：控温电偶(2)和标准电偶(3)都设置在检定炉(1)内；检定炉(1)的结构具体为井式结构，检定炉(1)内还设置有用于分别连接控温电偶(2)、标准电偶(3)、被测电偶(4)的低电势扫描开关(5)，低电势扫描开关(5)所包含的通道数为3～16个；同时，所述短型热电偶校准装置中还设置有用于辅助进行温度控制的温控设备(6)。

Description

一种短型热电偶校准装置 

技术领域

本实用新型涉及热学计量技术领域，特别提供了一种短型热电偶校准装置。 

背景技术

目前，国内只有适用于长度为750mm以上的标准热电偶检定热源，对于短型热电偶国内当前没有技术标准及检测方法，更无标准的校准装置。而国外虽然有部分型号的干井式热源，但无法实现航空T-99型热电偶的校准，并且价格高昂。对于短型热电偶的校准装置是当前热学计量技术研究的一个难点，国内尚无定型产品。在航空发动机试车台架进行各项性能指标标定时，经常要使用长度小于300毫米以下短型热电偶(如T-99型、廉金属K型)，为保证发动机的性能参数，需对短型热电偶进行校准，以确保发动机安全、可靠、性能稳定，为空军提供优质的动力装备，因此，开展短电偶校准技术及校准装置系统设计研究工作。 

多型发动机测试涡轮后温度用航空短型热电偶的结构，通常都是铠装结构的。它们的长度基本上都在300mm以下，热电偶的型号一般选用K型，外壳均都采用耐高温材料，感温端结构都是封闭式的，直经大都在φ8mm-φ13mm的范围内，该结构形式性能稳定，使用寿命长，是航空工业发动机性能测试的重要产品。但对于感应T₄ ^*温度重要参数 的短型热电偶(T-99型)的结构形式就有所不同，它是采用单屏蔽罩，敏感元件为两支K型热电偶，长度为165mm，最大直径φ11mm，接线端子φ30mm，固定板长55mm，热电偶直径为1.0mm，在传感器正前方沿轴向开有2个直径为φ3mm的圆形进气口，传感器背面开有1个圆形出气口，直径为φ4mm。结构形式如图1所示。 

由于该短型热电偶的结构形式特殊，对进行校准用的检定炉均匀温场的长度要求就更高了，这就是我们研究探索的重点。 

人们渴望获得一种技术效果更好的T-99短型热电偶校准装置。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种技术效果更好的T-99短型热电偶校准装置。 

本实用新型提供了一种T-99短型热电偶校准装置，其特征在于：所述T-99短型热电偶校准装置具体针对的是长度300mm以下、凯装结构、感温端直径8～13mm的T-99短型热电偶； 

所述短型热电偶校准装置构成如下：检定炉1、控温电偶2、标准电偶3，其中：控温电偶2和标准电偶3都设置在检定炉1内； 

检定炉1的结构具体为井式结构；低电势扫描开关5所包含的通道数为3～16个；检定炉1内的控温电偶2、标准电偶3、1～14个被测电偶4分别利用低电势扫描开关5的通道； 

同时，所述T-99短型热电偶校准装置中还设置有用于辅助进行温度控 制的温控设备6。 

本实用新型所述T-99短型热电偶校准装置还包含有下述优选要求保护的内容：所述T-99短型热电偶校准装置中所使用的低电势扫描开关5具体为10通道，其寄生电势为0.4μV。 

所述T-99短型热电偶校准装置还满足下述要求： 

所述T-99短型热电偶校准装置中的温控设备6具体采用智能ZWK型温控仪； 

标准电偶3具体采用1支一等S型标准热电偶，控温电偶2具体为1支N型热电偶控温； 

所述T-99短型热电偶校准装置中设置有六位半数字电压表，其精度达到0.01级； 

所述T-99短型热电偶校准装置中，参考端温度采用零度恒温器，恒温技术参数精度为0℃±0.1℃，稳定度为±0.05。 

所述检定炉1的炉体高度为300mm，炉膛直经φ80mm，允许插入深度150mm，插孔尺寸φ13mm×4mm。 

所述温控设备6具体采用智能ZWK型温控仪和加热设备复合而成。 

从有关资料得知，本实用新型所涉及的专用短型热电偶通常成组使用。综合考虑T-99型热电偶工作状态各温度参数及T-99型热电偶的特殊结构，本实用新型应用热力学传导原理和仿真寻优测量方法，设计了检定炉1及温控设备6，研制成功了一套性能稳定的短型热电偶自动校准装置，具有55mm的均匀温场并可满足300℃～1000℃的范围，解决了T-99型热电偶的特殊结构的校准技术瓶颈，可满足使用技术要求。填补了国内在该项目校准技术领域的空白，并且可以推广应用到其它领域。 

本实用新型中检定炉1设计特殊，恒温均匀温场加大，校准数据可自动判定处理。技术效果明显优于现有技术。 

附图说明

下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明： 

图1为T-99型结构图主视图； 

图2为图1的B-B剖视图； 

图3为检定炉1炉膛结构示意图俯视图； 

图4为校准原理和流程图。 

具体实施方式

附图中的各附图标记含义如下：检定炉1、控温电偶2、标准电偶3、被测电偶4、低电势扫描开关5、温控设备6； 

进气孔7、排气孔8、双偶9、a偶901、b偶902。 

实施例1 

一种T-99短型热电偶校准装置，所述T-99短型热电偶校准装置具体针对的是长度300mm以下、凯装结构、感温端直径8～13mm的T-99短型热电偶； 

所述短型热电偶校准装置构成如下：检定炉1、控温电偶2、标准电偶3，其中：控温电偶2和标准电偶3都设置在检定炉1内； 

检定炉1的结构具体为井式结构；低电势扫描开关5所包含的通道数为10个，利用情况如下：检定炉1内的1个控温电偶2、1个标准电偶3、8个被测电偶4分别利用低电势扫描开关5的通道； 

同时，所述T-99短型热电偶校准装置中还设置有用于辅助进行温度控制的温控设备6。 

所述T-99短型热电偶校准装置还包含有下述的内容：所述T-99短型热电偶校准装置中所使用的低电势扫描开关5具体为10通道，其寄生电势为0.4μV。 

所述T-99短型热电偶校准装置中的温控设备6具体采用智能ZWK型温控仪； 

标准电偶3具体采用1支一等S型标准热电偶，控温电偶2具体为1支N型热电偶控温； 

所述T-99短型热电偶校准装置中设置有六位半数字电压表，其精度达到0.01级； 

所述T-99短型热电偶校准装置中，参考端温度采用零度恒温器，恒温技术参数精度为0℃±0.1℃，稳定度为±0.05。 

所述检定炉1的炉体高度为300mm，炉膛直经φ80mm，允许插入深度150mm，插孔尺寸φ13mm×4mm。 

所述温控设备6具体采用智能ZWK型温控仪和加热设备复合而成。 

从有关资料得知，本实施例所涉及的专用短型热电偶通常成组使用。综合考虑T-99型热电偶工作状态各温度参数及T-99型热电偶的特殊结构，本实施例应用热力学传导原理和仿真寻优测量方法，设计了特型检定炉及控温系统，研制成功了一套性能稳定的短型热电偶自动校准装置，具有55mm的均匀温场并可满足300℃～1000℃的范围，解决了T-99型热电偶的特殊结构的校准技术瓶颈，可满足使用的技术要求。 

检定炉1设计特殊，恒温均匀温场加大，校准数据可自动判定处理。 

在具体应用时，T-99型热电偶的结构特殊，考虑校准工作时拆卸方便，检定炉1的结构为井式结构。检定炉1炉体结构不能太重，便于生产现场移动。检定炉1炉体的接线柱要方便连接。炉膛内均布放置4组(8支)短型被测电偶4及控温电偶2和标准电偶3各1支，要求控温点和控温电偶要选择与实际均匀温度场相接近处。 

被测电偶4的结构长度为165mm，最大直径φ11mm，接线端子φ30mm，固定板长55mm。需要设计检定炉1的炉体高度为300mm，检定炉1炉膛直经φ80mm，插入深度150mm，插孔尺寸φ13mm×4mm。 该设计方案可以解决多组校准问题，通过槽形回流技术，可实现检定炉1炉体内均匀温场的稳定性。 

温控设备6具体配合采用1支一等S型标准热电偶、1支N型热电偶控温。另有六位半数字电压表，精度达到0.01级。参考端温度采用零度恒温器恒温技术参数，精度为0℃±0.1℃，稳定度为±0.05。系统巡回检测采用低电势扫描开关5：寄生电势为0.4μV，有10个通道。温控设备6具体采用智能ZWK型温控仪，具有良好的稳定性并带有多参数调整功能，具有超温报警保护和自动/手动无扰动切换功能。 

综合应用上述多参数测控技术，研制了一套自动识别、仿真寻优检定控制软件，使多通道的采集数据快速准确处理，精度等级达百分之0.1％。系统应用前馈控制和可控硅过零触发均匀脉冲控制，以提高控温精度，减少电网污染，避免对测控信号的电磁干扰。应用PID调节技术，在自动寻优控制中增加了修正参数，增加热源的稳定性，使系统节能、生产成本低、温度波动小。由于该项目设计理念新颖，使国外内外的先进技术集成于系统，突显出本项目创造性和先进性。 

T-99型短热电偶的定期校准，非常有必要。系统可以同时检测8支被测电偶4，极大地提高了检测效率。系统可自动寻优、自动控制、自动检定、自动数据处理，自动判定被测电偶4的级别，自动打印检定记录和检定证书，降低了操作人员的劳动强度。由于该系统具有以上优点，使系统获得了良好的计量检测特性。 

T-99短型热电偶校准装置的主要技术的测量原理和流程如图4所示。下面结合图4作详细说明实际操作时的动作过程： 

(1)采用双极比较法开展校准工作； 

(2)T-99短型热电偶对应辅助的参考端补偿导线具体选用镍铬-镍硅(KA)作为试验用补偿导线，其精度为±1.0℃，以减少连接误差。 

(3)系统启动时，电源输入应先开动计算机、高精度数字繁用表、低电势扫描开关5，然后再开动温控设备6的控制开关，最后再开动检定炉1的控制开关。 

(4)进行系统校准：调整系统参数，输入相关的信息量。 

(5)热电偶的示值检定点温度，根据需求设定。 

(6)进行实际的检测校准操作，生成校准数据检测记录报告并且打印。 

实施例2 

本实施例与实施水利1内容基本相同，其不同之处主要在于： 

低电势扫描开关5所包含的通道数为3个；检定炉1内的控温电偶2、标准电偶3、1个被测电偶4分别利用低电势扫描开关5的通道。 

实施例3 

本实施例与实施水利1内容基本相同，其不同之处主要在于： 

检定炉1的结构具体为井式结构；低电势扫描开关5所包含的通道数为16个；检定炉1内的控温电偶2、标准电偶3、14个被测电偶4分别利用低电势扫描开关5的通道。 

Claims (4)

1.一种短型热电偶校准装置，其特征在于：所述短型热电偶校准装置具体针对的是长度300mm以下、铠装结构、感温端直径8～13mm的短型热电偶；

所述短型热电偶校准装置构成如下：检定炉(1)、控温电偶(2)、标准电偶(3)，其中：控温电偶(2)和标准电偶(3)都设置在检定炉(1)内；

检定炉(1)的结构具体为井式结构；低电势扫描开关(5)所包含的通道数为3～16个；检定炉(1)内的控温电偶(2)、标准电偶(3)、1～14个被测电偶(4)分别利用低电势扫描开关(5)的通道；

同时，所述短型热电偶校准装置中还设置有用于辅助进行温度控制的温控设备(6)。

2.按照权利要求1所述短型热电偶校准装置，其特征在于：所述短型热电偶校准装置中所使用的低电势扫描开关(5)具体为10通道，其寄生电势为0.4μV。

3.按照权利要求2所述短型热电偶校准装置，其特征在于：所述短型热电偶校准装置还满足下述要求：

所述短型热电偶校准装置中的温控设备(6)具体采用智能ZWK型温控仪；

标准电偶(3)具体采用1支一等S型标准热电偶，控温电偶(2)具体为1支N型热电偶控温；

所述短型热电偶校准装置中设置有六位半数字电压表，其精度达到 0.01级；

所述短型热电偶校准装置中，参考端温度采用零度恒温器，恒温技术参数精度为0℃±0.1℃，稳定度为±0.05。

4.按照权利要求3所述短型热电偶校准装置，其特征在于：

所述检定炉(1)的炉体高度为300mm，炉膛直经φ80mm，允许插入深度150mm，插孔尺寸φ13mm×4mm。 

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