CN204188287U - 带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻 - Google Patents

Abstract

本实用新型带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻涉及一种测温装置。其目的是提供一种不仅可提高测温灵敏度及可靠性，并且可对大面积的感温介质进行检测的带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻。本实用新型的热电偶或热电阻包括感温元件及保护套管，感温元件的测量端设置于保护套管内部，感温元件的测量端设置有靠壁紧固件；感温元件的测量端通过靠壁紧固件与保护套管的内壁相贴合。采用上述靠壁紧固件，使感温元件贴合于保护套管内壁，因此提高了测量时单点或多点热电偶或热电阻的反应灵敏度，同时感温测量元件的测量端不会因为铠装热电偶的位置改变而在保护套管产生移动，提高了带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻的测量稳定性。

Description

带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻

技术领域

本实用新型涉及热传感元件，特别涉及带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻。

背景技术

感温测量装置作为常见的测温设备，被广泛使用在工业自动化生产过程中，常见的感温测量装置如：热电偶、热电阻等测量装置。在热电偶或热电阻进行温度测量过程中，通过将温度变化转换为电信号，对温度进行采集。现有的热电偶或热电阻在应用过程中，通常采用铠装封装形式，一方面起到对热电偶或热电偶的保护，另外，可通过对铠装结构的调整，使其适用于多种应用场合。在现有的铠装形式中，柔性热电偶或热电阻的测量端置于外保护套内，在铠装热电偶或热电阻处于多个测量位置或待测量介质分散时，一方面，由于热电偶或热电阻的测量端在绝缘套保护管内的位置不固定，因此，无法保证柔性热电偶或热电阻在铠装保护套内部的确定位置；另外，测量端的测量位置单一，从而无法使柔性热电偶或热电阻的测量端及时感应到待测量介质的温度变化，并不能对区域温度进行测量，从而降低了热电偶或热电阻对温度检测的灵敏度、稳定性及可靠性。

实用新型内容

为克服上述现有技术中感温测量装置所存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻，其不仅可提高测温灵敏度及可靠性，并且可对大面积的感温介质进行检测。

为解决上述技术问题，本实用新型的带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻，包括感温元件及保护套管，感温元件的测量端设置于保护套管内部，感温元件的测量端设置有靠壁紧固件；感温元件的测量端通过靠壁紧固件与保护套管的内壁相贴合。

作为本实用新型上述带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻的一种优选方案：所述感温元件为多个，所述多个感温元件的测量端设置于所述保护套管内部的多个位置点上。从而可实现多点的分布检测。

作为本实用新型上述带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻的一种优选方案：靠壁紧固件为弹簧滚珠紧固件或弹簧片紧固件或加强杆紧固件或垫块弹簧片紧固件。

作为本实用新型上述带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻的一种优选方案：弹簧滚珠紧固件包括：导向管及弹簧滚珠支撑组件，感温元件的测量端设置于导向管的内腔中，弹簧滚珠支撑组件的未压缩高度大于保护套管的内腔径，弹簧滚珠支撑组件与导向管的一侧固定连接，使弹簧滚珠支撑组件在保护套管的内腔中形成弹性支撑，使导向管的另一侧与保护套管内壁相贴合。

作为本实用新型上述带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻的一种优选方案：弹簧滚珠支撑组件包括：压力弹簧、伸缩杆及外管，外管垂直固定在导向管外壁上，伸缩杆的下部套设在外管内，伸缩杆上部抵靠在保护套管内壁上，压力弹簧设置在外管内，其两端分别与外管内腔底部及伸缩杆的下端连接。

作为本实用新型上述带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻的一种优选方案：伸缩杆的上端设置有滚珠，滚珠抵靠在保护套管内壁上。

作为本实用新型上述带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻的一种优选方案：弹簧滚珠紧固件还包括：锁紧螺钉，导向管的外壁上还包括：定位孔，锁紧螺钉穿过定位孔并抵靠在所述感温元件的测量端。

作为本实用新型上述带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻的一种优选方案：弹簧片紧固件包括：曲面成形弹簧片及支撑导向管，支撑导向管内部装配感温元件的测量端，支撑导向管的外壁紧贴在保护套管的内壁上，曲面成形弹簧片的中部内凹变形面与支撑导向管连接，曲面成形弹簧片的两端支撑面与保护套管的内壁相贴合。

作为本实用新型上述带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻的一种优选方案：加强杆紧固件包括：定位板、定位导向管及加强杆，加强杆连接于保护套管的内部，定位板设置在加强杆上，定位导向管的内部连接感温元件的测量端，定位导向管的固定端与定位板连接，该定位导向管的另一端位于保护套管的内壁表面，使感温元件的测量端与保护套管的内壁贴合连接。

作为本实用新型上述带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻的一种优选方案：垫块弹簧片紧固件包括垫块和弓形弹簧片，垫块中开设有固定孔，感温元件的测量端插入固定孔内，垫块上开设有与固定孔垂直连通的螺纹孔，螺纹孔内安装有紧固螺栓，紧固螺栓的内端紧压在感温元件的测量端，将其紧固在固定孔内，弓形弹簧片的中部通过紧固螺栓固定连接在垫块侧壁上，弓形弹簧片的两端紧靠在保护套管的内壁表面，将垫块紧抵在保护套管的内壁表面。

作为本实用新型上述带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻的一种优选方案：所述感温元件为热电偶或热电阻。

作为本实用新型上述带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻的一种优选方案：保护套管上还串接：密封套接头，密封套接头包括：锁母、双头螺栓、多孔密封垫、压紧垫，双头螺栓为中空的，在双头螺栓与锁母相连接的一端具有密封孔，多孔密封垫设置于密封孔底部，压紧垫设置于多孔密封垫的上部，双头螺栓与所述锁母锁紧后，多孔密封垫及压紧垫的压实堆叠后的高度大于密封孔的深度，在压紧垫与所述锁母的内孔中形成密封面，保护套管底部固定连接有底部封堵。

作为本实用新型上述带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻的一种优选方案：压紧垫一侧面包括与限位销钉配合的销孔，密封孔的一边缘包括与限位销钉配合的销孔；销孔和销孔均为半圆形孔，限位销钉装配于销孔和销孔组合形成的孔中。

本实用新型带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻与现有技术的区别在于采用上述靠壁紧固件，使感温元件贴合于保护套管内壁，因此提高了测量时带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻的反应灵敏度，同时感温测量元件的测量端不会因为铠装热电偶的位置改变而在保护套管产生移动，提高了带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻的测量稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的第一种实施方式中靠壁紧固件采用弹簧滚珠紧固件的带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻的剖视图；

图2为图1中的弹簧滚珠紧固件的剖视图；

图3为图2中弹簧滚珠紧固件装配于保护套管后的剖视图；

图4为实用新型的第二种实施方式中靠壁紧固件采用弹簧片紧固件的带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻的剖视图；

图5为图4中A-A向的剖视图；

图6为实用新型的第三种实施方式中靠壁紧固件采用加强杆紧固件的局部剖视图；

图7为实用新型的第三种实施方式中靠壁紧固件采用垫块弹簧片紧固件的局部剖视图。

具体实施方式

下面结合附图1-6对实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型的第一种实施方式如图1、图2及图3所示。带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻包括：感温元件11、12及13、保护套管2及靠壁紧固件3。其中，感温元件11、12、13可采用柔性热电偶或热电阻。如图1所示的3个感温元件11、12及13设置在保护套管2的内腔中，3个感温元件11、12及13的测量端11a、12a及13a位于保护套管2内腔中，其位置根据需要测量的温度的位置而设置。测量端11a、12a及13a通过靠壁紧固件3与保护套管2的内壁在不同的位置贴合固定。靠壁紧固件3可采用多种紧固件形式，在本实施方式中列举靠壁紧固件3采用弹簧滚珠紧固件31的形式给予说明。

图3为本实施例中弹簧滚珠紧固件31在装配于保护套管2内腔中后的内部结构图。如图2、图3所示，弹簧滚珠紧固件31固定于保护套管2内腔中。其中，弹簧滚珠紧固件31包括：导向管311及弹簧滚珠支撑组件312。弹簧滚珠支撑组件312的底端通过焊接等固定连接方式设置在导向管311的外侧壁上。弹簧滚珠支撑组件312包括：压力弹簧3121、外管3122、伸缩杆3123。外管3122垂直固定在导向管311外壁上，伸缩杆3123的下部套设在外管3122内，压力弹簧3121设置在外管3122内，其两端分别与外管3122内腔底部及伸缩杆3123的下端连接。由于弹簧滚珠支撑组件312的未压缩高度大于保护套管11的内腔径，因此，当弹簧滚珠支撑组件312置入保护套管2内腔中后，压力弹簧3121产生弹性变形，在弹簧力作用下，使伸缩杆3123的上端3123a与保护套管2内腔形成弹性支撑。在上述结构中，为使伸缩杆3123的下端不易从外管3122的顶端孔中脱出，在伸缩杆3123的下端设有凸缘，在外管3122顶端孔设有折边，凸缘与折边相配合。因此，在弹簧滚珠支撑组件312的作用下，使与其焊接的导向管311的侧壁与保护套管2的内壁贴合固定。由于感温元件11的测量端11a通过锁紧螺钉313固定于保护套管2内腔中，因此实现了感温元件11的测量端11a与保护套管2腔壁相贴合的目的。提高了带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻的反应灵敏度，同时感温元件11的测量端11a不会因为带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻的位置改变，而在保护套管2内部产生移动，提高了带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻的测量稳定性。

同时考虑到在弹簧滚珠紧固件31装入保护套管2内腔时，或在弹簧滚珠紧固件31已装入保护套管2后进行位置调整时，伸缩杆3123的上端3123a与保护套管2内腔壁滑动将产生较大的阻力。因此，在伸缩杆3123的上端3123a处还可活动连接滚珠3124，从而减少伸缩杆3123的上端3123a与保护套管2内腔壁间的滑动阻力，使弹簧滚珠紧固件31在装入保护套管2的内腔时或进行位置调整时更为顺畅，同时也减小了对保护套管2内腔壁的磨损。

为了将感温元件11固定在导向管311中，弹簧滚珠紧固件31还包括锁紧螺钉313。在导向管311的外壁上开有定位孔314，锁紧螺钉313穿过定位孔314并抵靠在所述测量端11a。当旋紧锁紧螺钉313时，锁紧螺钉313能够顶住感温元件11的测量端11a，使测量端11a与保护套管2腔壁相贴合。

如图1所示，本实用新型的带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻还包括：接线盒4、上保护连接管5、密封套接头6以及密封连接接口7。接线盒4、上保护连接管5、密封套接头6、密封连接接口7以及保护套管2依次连接。

接线盒4保护安装在接线盒4内的接线端子41、温度变送器及现场总线终端器，防止误触，避免环境温度造成输出显示值的干扰。接线盒4由接线盒盖和接线盒体组成，通过接线盒盖上的外螺纹和接线盒体上的内螺纹螺纹连接，内螺纹公差等级为6H，外螺纹公差等级为6g。接线盒体与接线盒盖连接的端面处开槽并设置硅橡胶材质的O型密封圈，达到密封防水的效果。接线盒4的材质为不锈钢、铸铝合金，碳钢、热塑聚酯。

接线端子41用螺钉固定在接线盒4的内腔中，接线端子41的数量与感温元件的测量点数相对应。延长引线8的上端与接线端子41的螺钉压紧连接，延长引线8的下端与感温元件11的参考端11b通过焊接连接。延长引线8与感温元件的焊接接点在金属连接套内腔中用绝缘胶固化，达到绝缘、密封的效果。延长引线8的设置使得产品成本降低，同时能补偿与感温元件连接处的温度变化所产生的误差。上保护连接管5上端与接线盒4螺纹连接。上保护连接管5外与接线盒4的连接处套有锁紧螺母51。锁紧螺母51与接线盒4之间具有锁紧垫圈及O型密封圈。使得上保护连接管5上端与接线盒4的连接密封、紧固。

如图1所示，作为本实用新型的一个优选实施方式，密封套接头6串接在上保护连接管5与保护套管2之间。密封套接头6包括锁母61、双头螺栓62、压紧垫63、多孔密封垫64及限位销钉65。上保护连接管5与锁母61通过上保护连接管5下端的外螺纹与锁母61上端的内螺纹螺纹连接。锁母61与双头螺栓62间通过锁母61下端的内螺纹及双头螺栓62上端的外螺纹螺纹连接。在双头螺栓62与锁母61相连接的一端具有密封孔621。双头螺栓62为中空的，压紧垫63及多孔密封垫64由上至下放置在双头螺栓62的密封孔621内，。双头螺栓62与锁母61锁紧后，多孔密封垫64及压紧垫63压实堆叠后的高度大于密封孔621的深度，在压紧垫63与锁母的内孔中形成密封面。压紧垫63一侧面包括与限位销钉65配合的销孔66，密封孔621的一边缘包括与限位销钉65配合的销孔67。销孔66和销孔67均为半圆形孔，限位销钉65装配于销孔66和销孔67组合形成的孔中，使压紧垫63与限位销钉65在密封孔621内形成配合连接。压紧垫63上的销孔66的半径比限位销钉65的半径大0.05mm，深度比限位销钉65的高度大1mm；销孔67的半径比限位销钉65的半径大0.05mm，深度与限位销钉65的高度相同。限位销钉65表面精糙度为0.8微米。限位销钉65插入限位销钉孔66，使压紧垫63与双头螺栓62之间位置固定，不会产生相对转动。多孔密封垫64上孔的数量及孔径与感温元件的直径及数量相适应。多孔密封垫64上孔的孔径、数量及分布与双头螺栓62的通孔的孔径、数量及分布相对应。多孔密封垫64上的孔与双头螺栓62上的通孔的同轴度≤0.015。多孔密封垫64的外径尺寸范围为φ12～φ38，材质为石墨，多孔密封垫64上孔的孔径为φ2.2～φ12.9。通过密封套接头6可以密封感温元件，使感温元件装入密封套接头6后可承受7Mpa的压力，同时拆装更换感温元件方便，代替了传统为使产品达到密封采用的焊接工艺方式对感温元件的破坏，同时使每个感温元件可以更换，还可以多次密封。

密封连接接口7的上端与双头螺栓62的下端螺纹连接。密封连接接口7的下端与仪表法兰焊接固定，保护套管2的上端与仪表法兰焊接固定。也可以是密封连接接口和保护套管2整体一体成型，插入仪表法兰中心孔后与仪表法兰焊接固定。

为了防止待测的液体或气体对保护套管内感温元件的冲刷或腐蚀，本实用新型的带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻还包括底部封堵9，底部封堵9与保护套管2的底部通过焊接等连接方式固定连接，使保护套管2的底部密封。

本实用新型的第二种实施方式如图4和图5所示，其与第一种实施方式的区别在于：在本实施方式中，靠壁紧固件为弹簧片紧固件32。如图4、图5所示，弹簧片紧固件32包括：曲面成形弹簧片321及支撑导向管322，支撑导向管322内部固定装配感温元件11的测量端11a，曲面成形弹簧片321两端的支撑面321b与保护套管2的内壁固定。曲面成形弹簧片321中部的内凹变形面321a在曲面成形弹簧片321变形所产生的变形力的作用下，将支撑导向管322压实于保护套管2的内壁上，由于感温元件11的测量端11a固定于支撑导向管322的内腔中，从而通过此方法，实现了感温元件11的测量端11a与保护套管2腔壁相贴合的目的。本实施方式中的弹簧片紧固件32具有结构简单、安装方便及成本低廉等特点。

本实用新型的第三种实施方式如图6所示，其与第一种实施方式的区别在于：在本实施方式中，靠壁紧固件为加强杆紧固件33。如图6所示，加强杆紧固件33包括：定位板331、332、333、定位导向管334及加强杆335。其中，在每一个感温元件的测量端11a均设置有定位导向管334，加强杆335位于保护套管2的内部与护套管2的内壁固定，定位板331、332、333与加强杆335固定，并分布于加强杆335所位于的测量区域中。定位导向管334为通孔管，其内径与感温元件11的测量端11a的外径相应。定位导向管334的固定端334a与定位板331、332、333的底部连接，另一端334b向保护套管2的内壁延伸，感温元件11穿过定位导向管334，其测量端11a的端面与保护套管的内壁贴合。感温元件11在定位导向管334内的部分沿定位导向管334向保护套管2的内壁延伸，定位导向管334对感温元件11起到导向作用。

本实用新型的第四种实施方式如图7所示，其与第一种实施方式的区别在于：在本实施方式中，靠壁紧固件为垫块弹簧片紧固件34。如图7所示，垫块弹簧片紧固件34包括垫块341和弓形弹簧片342，垫块341中开设有固定孔，感温元件的测量端11a插入固定孔内，垫块341上开设有两个与固定孔垂直连通的螺纹孔，螺纹孔内安装有紧固螺栓343，紧固螺栓343的内端紧压在感温元件的测量端，将其紧固在固定孔内。弓形弹簧片342的中部通过紧固螺栓343固定连接在垫块341侧壁上，弓形弹簧片342的两端紧靠在保护套管2的内壁表面，将垫块341紧抵在保护套管2的内壁表面，从而通过此方法，实现了感温元件11的测量端11a与保护套管2腔壁相贴合的目的。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于实用新型的保护范围。

Claims (13)

1.一种带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻，包括：感温元件及保护套管(2)，所述感温元件的测量端设置于所述保护套管(2)内部，其特征在于，所述感温元件的测量端设置有靠壁紧固件(3)；所述感温元件的测量端通过靠壁紧固件(3)与所述保护套管(2)的内壁相贴合。

2.根据权利要求1所述的带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻，其特征在于，所述感温元件为多个，所述多个感温元件的测量端设置于所述保护套管(2)内部的多个位置点上。

3.根据权利要求2所述的带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻，其特征在于，所述靠壁紧固件(3)为弹簧滚珠紧固件(31)或弹簧片紧固件(32)或加强杆紧固件(33)或垫块弹簧片紧固件(34)。

4.根据权利要求3所述的带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻，其特征在于，所述弹簧滚珠紧固件(31)包括：导向管(311)及弹簧滚珠支撑组件(312)，所述感温元件的测量端设置于所述导向管(311)的内腔中，所述弹簧滚珠支撑组件(312)的未压缩高度大于所述保护套管(2)的内腔径，所述弹簧滚珠支撑组件(312)与所述导向管(311)的一侧固定连接，使所述弹簧滚珠支撑组件(312)在所述保护套管(2)的内腔中形成弹性支撑，使所述导向管(311)的另一侧与所述保护套管(2)内壁相贴合。

5.根据权利要求4所述的带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻，其特征在于，所述弹簧滚珠支撑组件(312)包括：压力弹簧(3121)、伸缩杆(3123)及外管(3122)，所述外管(3122)垂直固定在导向管(311)外壁上，所述伸缩杆(3123)的下部套设在所述外管(3122)内，伸缩杆(3123)上部抵靠在保护套管(2)内壁上，所述压力弹簧(3121)设置在外管(3122)内，其两端分别与所述外管(3122)内腔底部及伸缩杆(3123)的下端连接。

6.根据权利要求5所述的带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻，其特征在于， 所述伸缩杆(3123)的上端设置有滚珠(3124)，所述滚珠(3124)抵靠在保护套管(2)内壁上。

7.根据权利要求6所述的带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻，其特征在于，弹簧滚珠紧固件(31)还包括：锁紧螺钉(313)，所述导向管(311)的外壁上还包括：定位孔(314)，所述锁紧螺钉(313)穿过所述定位孔(314)并抵靠在所述感温元件的测量端。

8.根据权利要求3所述的带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻，其特征在于，所述弹簧片紧固件(32)包括：曲面成形弹簧片(321)及支撑导向管(322)，所述支撑导向管(322)内部装配所述感温元件的测量端，支撑导向管(322)的外壁紧贴在保护套管(2)的内壁上，所述曲面成形弹簧片(321)的中部内凹变形面与所述支撑导向管(322)相贴合，所述曲面成形弹簧片(321)两端的支撑面与所述保护套管(2)的内壁相贴合。

9.根据权利要求3所述的带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻，其特征在于，所述加强杆紧固件(33)包括：定位板、定位导向管(334)及加强杆(335)，所述加强杆(335)连接于所述保护套管(2)的内部，所述定位板设置在所述加强杆(335)上，所述定位导向管(334)的内部连接感温元件的测量端，所述定位导向管(334)的固定端(334a)与所述定位板连接，该定位导向管(334)的另一端(334b)朝向并靠近所述保护套管(2)的内壁表面，使所述感温元件的测量端与所述保护套管(2)的内壁贴合连接。

10.根据权利要求3所述的带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻，其特征在于，所述垫块弹簧片紧固件(34)包括垫块(341)和弓形弹簧片(342)，所述垫块(341)中开设有固定孔，所述感温元件的测量端插入固定孔内，所述垫块(341)上开设有与固定孔垂直连通的螺纹孔，所述螺纹孔内安装有紧固螺栓(343)，所述紧固螺栓(343)的内端紧压在感温元件的测量端，将其紧固在固定孔内，所述弓形弹簧片(342)的中部通过紧固螺栓(343)固定连接在垫块(341)侧壁上，弓形弹簧片(342)的两端紧靠在保护套管(2)的内壁表面，将垫块(341)紧抵在保护套管(2)的内壁表面。

11.根据权利要求1-10任一项所述的带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻， 其特征在于，所述感温元件(1)为热电偶或热电阻。

12.根据权利要求11所述的带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻，其特征在于，所述保护套管(2)上还串接：密封套接头(6)，所述密封套接头(6)包括：锁母(61)、双头螺栓(62)、多孔密封垫(64)、压紧垫(63)，所述双头螺栓(62)为中空的，在所述双头螺栓(62)与所述锁母(61)相连接的一端具有密封孔(621)，所述多孔密封垫(64)设置于所述密封孔(621)底部，所述压紧垫(63)设置于所述多孔密封垫(64)的上部，所述双头螺栓(62)与所述锁母(61)锁紧后，所述多孔密封垫(64)及压紧垫(63)的压实堆叠后的高度大于所述密封孔的深度，在所述压紧垫(63)与所述锁母(61)的内孔中形成密封面，所述保护套管(2)底部固定连接有底部封堵(9)。

13.根据权利要求12所述的带靠壁结构的单点或多点热电偶或热电阻，其特征在于，所述压紧垫(63)一侧面包括与限位销钉(65)配合的销孔(66)，所述密封孔(621)的一边缘包括与限位销钉(65)配合的销孔(67)；所述销孔(66)和销孔(67)均为半圆形孔，所述限位销钉(65)装配于销孔(66)和销孔(67)组合形成的孔中。