CN206339092U - 一种用于校准异型高温温度传感器的高温炉 - Google Patents

Abstract

一种用于校准异型高温温度传感器的高温炉，其为圆柱形，最上层为炉壳9，在其左右端为水冷电极1，水冷电极1上方为水嘴A2，水嘴A2可用于进水，在水嘴A2的内侧为法兰3与耐热法兰7，而在法兰3与耐热法兰7中间部分为外保温层4，在法兰3的上部通过六角螺栓5固定绝热垫圈6，在耐热法兰7上方为水嘴B8；在耐热法兰7的内侧为内保温层10，在内保温层10的中心为标准辐射温度计测温孔11，从标准辐射温度计测温孔11可检测温度，而在内保温层10的下方为石墨屏蔽层12，石墨屏蔽层12共有两侧，在石墨屏蔽层12的下方为石墨管13；在整个高温炉的下部中心树脂安装水冷套筒14，而在水冷套筒14上方为被校传感器固定端子15，其可用于固定被校传感器。

Description

一种用于校准异型高温温度传感器的高温炉

技术领域

该技术属于高温炉领域，具体涉及一种用于校准异型高温温度传感器的高温炉。

背景技术

对于高超音速飞行器来说，由于气动加热的增加，对飞行器的结构与材料提出了新挑战。为保障飞行器结构及材料的性能，在科研生产及试验过程中，某些飞行器应用专用超高温温度传感器来监测过程温度参数，这对此类高温温度传感器的计量保障也提出了新要求。由于此类温度传感器其结构必须与相关设备匹配，结构多为异型，且测温敏感部分长度一般很短，无法放入现有的校准装置的恒温区。

在此类异型高温温度传感器校准方面，国内有单位应用真空黑体炉来进行校准，由于该类温度传感器结构尺寸较小，在真空黑体炉中校准由温场的不均匀性引入的测量不确定度较大，且随着温度测量上限的提升，引入的不确定度也相应增大。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种用于校准异型高温温度传感器的高温炉，克服结构异型的高温温度传感器校准的难题。

本发明的技术方案如下：一种用于校准异型高温温度传感器的高温炉，其为圆柱形，最上层为炉壳，在其左右端为水冷电极，水冷电极上方为水嘴A，水嘴A可用于进水，在水嘴A的内侧为法兰与耐热法兰，而在法兰与耐热法兰中间部分为外保温层，在法兰的上部固定绝热垫圈，在耐热法兰上方为水嘴B；在耐热法兰的内侧为内保温层，在内保温层的中心为标准辐射温度计测温孔，从标准辐射温度计测温孔可检测温度，而在内保温层的下方为石墨屏蔽层，在石墨屏蔽层的下方为石墨管；在整个高温炉的下部中心树脂安装水冷套筒，而在水冷套筒上方为被校传感器固定端子，其可用于固定被校传感器。

在法兰的上部通过六角螺栓固定绝热垫圈。

石墨屏蔽层共有两层。

本发明的显著效果在于：可实现异型高温温度传感器在3200K超高温下静态校准的难题。该高温炉可实现技术指标：1)控温范围：1000K～3200K；2)温度均匀度：0.3％；3)温度波动度：0.1％/5min。。

附图说明

图1为本发明所述的一种用于校准异型高温温度传感器的高温炉示意图

图中：1-水冷电极；2-水嘴A；3-法兰；4-外保温层；5-六角螺栓；6-绝热垫圈；7-耐热法兰；8-水嘴B；9-炉壳；10-内保温层；11-标准辐射温度计测温孔；12-石墨屏蔽层；13-石墨管；14-水冷套筒；15-被校传感器固定端子。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

一种用于校准异型高温温度传感器的高温炉，其为圆柱形，最上层为炉壳9，在其左右端为水冷电极1，水冷电极1上方为水嘴A2，水嘴A2可用于进水，在水嘴A2的内侧为法兰3与耐热法兰7，而在法兰3与耐热法兰7中间部分为外保温层4，在法兰3的上部通过六角螺栓5固定绝热垫圈6，在耐热法兰7上方为水嘴B8；在耐热法兰7的内侧为内保温层10，在内保温层10的中心为标准辐射温度计测温孔11，从标准辐射温度计测温孔11可检测温度，而在内保温层10的下方为石墨屏蔽层12，石墨屏蔽层12共有两侧，在石墨屏蔽层12的下方为石墨管13；在整个高温炉的下部中心树脂安装水冷套筒14，而在水冷套筒14上方为被校传感器固定端子15，其可用于固定被校传感器。

高温炉为异型高温温度传感器的校准提供均匀稳定的温度场，其加热部分为石墨加热管。该高温炉的温度上限为3200K，石墨加热管的材料选用高纯石墨，石墨外壁涂有热解涂层，可有效防止石墨在高温下的氧化，从而延长其使用寿命。石墨加热管通过加热电极进行温度控制，在石墨加热管内形成稳定均匀的温度场，被校准温度传感器通过石墨加热管外部固定端子进行固定，测温部分置于石墨加热管恒温区，标准辐射温度计作为标准器通过标准测量窗口进行测量。由于物体都存在热胀冷缩的性质，石墨加热管的体积在高温时会存在一定的膨胀，为防止高温环境下石墨涨裂，石墨加热管两端制成外锥体，加热电极接头制成内锥体，内外锥面配合。石墨加热管锥体部分设计有槽口，通过槽口的开合来补偿石墨加热管高温膨胀产生的形变。

在高温下，石墨加热管的热辐射是一个不可忽视的问题，为防止热辐射，同时也有助于炉温的稳定性和温场的均匀性，石墨加热管外部装有石墨屏蔽层和保温层。保温层应用多层耐高温、低导热系数的石墨纤维毡，有效减少石墨加热管热量损失。

加热电极内部有冷却液循环，通过冷却系统降温，使加热电极工作时表面温度不超过50℃，保证其正常工作。被校准温度传感器在高温环境下校准时，传感器固定在固定端子上，测温腔内温度很高，由于热传导，传感器固定端温度也很高，为防止传感器后端导线及焊接部位在高温下被损坏，传感器固定端子内部设计有冷却液循环，通过冷却系统降温，使其表面温度不超过50℃。高温炉炉体是双层不锈钢壁，在内外壁之间设计有导流管道，冷却液采用双进双出，使炉体两端的温度对称分布，工作时通过循环冷却使其表面温度不超过50℃。

Claims (3)

1.一种用于校准异型高温温度传感器的高温炉，其为圆柱形，其特征在于：最上层为炉壳(9)，在其左右端为水冷电极(1)，水冷电极(1)上方为水嘴A(2)，水嘴A(2)可用于进水，在水嘴A(2)的内侧为法兰(3)与耐热法兰(7)，而在法兰(3)与耐热法兰(7)中间部分为外保温层(4)，在法兰(3)的上部固定绝热垫圈(6)，在耐热法兰(7)上方为水嘴B(8)；在耐热法兰(7)的内侧为内保温层(10)，在内保温层(10)的中心为标准辐射温度计测温孔(11)，从标准辐射温度计测温孔(11)可检测温度，而在内保温层(10)的下方为石墨屏蔽层(12)，在石墨屏蔽层(12)的下方为石墨管(13)；在整个高温炉的下部中心树脂安装水冷套筒(14)，而在水冷套筒(14)上方为被校传感器固定端子(15)，其可用于固定被校传感器。

2.根据权利要求1所述的一种用于校准异型高温温度传感器的高温炉，其特征在于：在法兰(3)的上部通过六角螺栓(5)固定绝热垫圈(6)。

3.根据权利要求1所述的一种用于校准异型高温温度传感器的高温炉，其特征在于：石墨屏蔽层(12)共有两层。