CN206756326U - 热电偶 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种热电偶，该热电偶包括保护管和保护盖，所述保护盖套设于所述保护管上组成密闭结构，所述保护管内设置有至少一组热电偶丝，所述保护管为蓝宝石管。本实用新型热电偶，可以在1400℃以上的环境工作，且使用寿命长，不会对测量环境造成污染，可以应用于半导体，生化医药，超洁净超高纯等领域，另外，该热电偶的直径尺寸可以非常小，使得热电偶可以应用于航空航天等高精尖领域，应用广泛。

Description

热电偶

技术领域

本实用新型涉及温度检测技术领域，特别涉及一种热电偶。

背景技术

热电偶(thermocouple)是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。热电偶通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。

热电偶通常用于高温环境中进行温度测量。然而目前使用的热电偶，即使设置为多管结构，多数也仅能在1000℃以内的环境进行温度测量，最高温度也很少超过1400℃，而且，热电偶的使用寿命不长，热电偶在长时间高温高压腐蚀性环境下使用易腐蚀损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型的热电偶，改善现有技术中所存在的不足。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型实施例提供了以下技术方案：

一种热电偶，包括保护管和保护盖，所述保护盖套设于所述保护管上组成密闭结构，所述保护管内设置有至少一组热电偶丝，所述保护管为蓝宝石管。

较优地，上述热电偶中，所述热电偶丝为两组及以上，两组及以上热电偶丝分别布置在所述保护管内的不同测量位置。通过布置两组及以上热电偶丝，可以测量不同位置的温度，使得温度测量更准确。

进一步优选地，两组及以上热电偶丝分别沿保护管的长度方向，呈阶梯式地布置在所述保护管内的不同测量位置。两组及以上热电偶丝呈阶梯式分布，可以实现不同高度的温度测量，形成温度梯度，为后续分析提供更多更可靠的数据来源。

优选地，所述保护管内还设置有填充剂。进一步优选地，所述填充剂为氧化镁。保护管内设置填充剂，可以有效地使热电偶丝之间相互隔离且绝缘。用氧化镁作为填充剂，氧化镁耐高温，不易分解，可以避免因填充剂高温汽化电离成导电介质而导致热电偶因绝缘差而失效。

优选地，所述热电偶丝为钨铼合金热电偶丝。钨铼合金热电偶丝不仅可以测高温，而且成本低，在满足热电偶应用的基础上，还可以极大程度的降低成本。

根据本实用新型实施例，每组热电偶丝包括两根热电偶丝，每根热电偶丝的两端分别为电接触端和电连接端，每组的两根热电偶丝的电接触端相接触连接，两个电连接端分别通过一根补偿导线引出至所述保护管。

优选地，每组的两根热电偶丝的电接触端相接触连接后，与所述保护管的管壁接触。与保护管的管壁接触，导热更快，可以进一步提高温度测量的灵敏性。

优选地，所述保护管内还设置有至少一个隔片，所述隔片设置有相互隔离的多个通孔，一根热电偶丝穿过一个通孔。通过设置一个或多个隔片，热电偶丝之间通过隔片相互隔离，可以进一步防止在使用过程中热电偶丝之间接触导电。

优选地，上述热电偶还包括接插件，所述补偿导线通过所述接插件引出至保护管。热电偶丝的电连接端通过接插件引出，进而通过接插件与其他设备连接，使用方便，且连接可靠。

优选地，所述保护管外设置有保护套。保护套为热电偶提供更多一层保护，进一步延长其使用寿命。

与现有技术相比，本实用新型提供的热电偶，保护盖与保护管形成密闭结构，保护管采用蓝宝石管，使得该热电偶可以应用于超过1000℃的环境，甚至可以应用于2050℃的高温环境，且使用寿命长，无污染，极大地增强了热电偶的应用环境。本实用新型热电偶的尺寸可以做到非常精细，甚至精细到0.5mm，因此可以适用于航空航天、燃气轮机、核电站等高精尖行业。另一方面，保护管内设置有至少一组热电偶丝，可以进行至少一个位置的温度测量，为后续分析提供更多的数据依据，提高测量精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种热电偶的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的另一种热电偶的结构示意图。

主要元件符号说明

蓝宝石管101；钨铼合金热电偶丝102；隔片103；填充剂104；保护套105；补偿导线106；接插件107；保护盖108。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实施例中提供的一种热电偶的结构，请参阅图1，本实施例中提供的热电偶，包括保护管和保护盖108，保护盖108套设于保护管上组成密闭结构，保护管内设置有一组热电偶丝，可以通过抽真空方式去除保护管里的空气，从而使热电偶丝不被氧气氧化，保护管为蓝宝石管101。

本实施例中，蓝宝石管101优选采用纯度大于99.995％的蓝宝石材料制作，其电阻率可达1×10¹⁸Ω，长期最高工作温度可达2000℃，因此本实施例中提供的热电偶可以长期工作于2000℃以下的环境，相比于目前常用的热电偶大多工作于1400℃以下的环境，本实施例提供的热电偶可以应用于目前的常规热电偶不能适用的超高温环境，具有更广的应用前景。另外，由于热电偶在超高温环境下也不汽化分解，即在使用过程中不会产生杂质，因此可以应用于半导体、生物医药等超洁净领域。另外，蓝宝石管101可以制作得非常精细，可以细到外直径0.5mm，因此可以仅在容器上开设0.5mm的孔供热电偶伸入安装，即可测量容器内流体的温度，而不会太大地削弱容器的强度，因此可以适用于对热电偶尺寸有较高要求的场景。另一方面，蓝宝石管101具有更高的导热率，使得热电偶的灵敏性好，响应时间快，测温环境的微小温变即会很快被检测出来，提高测量结果的时效性及准确性。

请参阅图2，本实施例中提供的另一种结构的热电偶，蓝宝石管101中设置有两组热电偶丝，两组热电偶丝分别沿蓝宝石管101的长度方向，呈阶梯式地布置在蓝宝石管101内的不同测量位置。

容易理解的，热电偶丝还可以设置为更多组(例如3组及以上)，多组热电偶丝可以是沿蓝宝石管101的径向，和/或轴向(即长度方向)，分布于不同测量位置，一组热电偶丝安装于一个测量位置，用于进行一个测量位置的温度测量。通过布置多组热电偶丝，一次可以采集获得多组数据，掌握环境温度分布情况，进而可以提高测量准确度。

请参阅图1-2，蓝宝石管101内设置有填充剂104，使热电偶丝之间相互隔离绝缘。填充剂104可以是氮化铝、氧化铝等，更优选为氧化镁，氧化镁更耐高温，高温下不易汽化电离成导电介质，进而可以维持蓝宝石管101内的高度绝缘性，保障热电偶的可靠性。

制作热电偶丝的材料可以是铂铑合金、镍铬合金、铜镍合金等，但本实施例中，热电偶丝优选采用钨铼合金热电偶丝102，钨铼合金热电偶丝102不仅可以应用于超高温(大于1000℃)环境，而且成本低廉，导热性好，且对温度变化反应灵敏，可以进一步提升热电偶的性能。

如图1-2所示，每组热电偶丝包括两根热电偶丝，每根热电偶丝的两端分别为电接触端和电连接端，每组的两根热电偶丝的电接触端相接触连接，优选地，两个电接触端相接触连接后与蓝宝石管101的管壁接触，这样导热更快，可以提高热电偶的灵敏度。两个电连接端分别通过一根补偿导线106引出至保护管，容易理解的，保护盖108上设置有供补偿导线106穿过的孔，以便于补偿导线106引出至蓝宝石管101外，与二次仪表连接。为了提高连接的便利性，可以设置一个接插件107，补偿导线106通过接插件107引出至蓝宝石管101外，补偿导线106以接插方式与二次仪表连接。

为了避免在使用过程中，热电偶丝因相互接触而失效，作为较佳的实施方式，可以在蓝宝石管101内设置一个或多个隔片103，如图所示，隔片103上设置相互隔离的通孔，一根热电偶丝穿过一个通孔，实现热电偶丝之间相互隔离，以此保障热电偶的持续可靠性。

如图所示，蓝宝石管101外可以套设保护套105，对蓝宝石管101起保护作用。作为较优的实施方式，保护套105不包覆热电偶丝的电接触端，以免影响热电偶的灵敏性。

本实施例提供的热电偶，可以适用于超洁净、核磁共振、半导体、生物医药、生命科学、微波消解、超高温、超高压、熔融金属或非金属、高固含量工艺线、高含硫环境、高腐蚀性等领域。相比于目前常用的热电偶，本实施例中提供的热电偶，至少具有以下优势：

1)可以实现单管结构(热电偶丝外仅设置有蓝宝石管)，而无需设置多个保护管以保护热电偶丝。

2)耐超高温，可以适用于1000℃以上、2000℃以下的场景。

3)高硬度，高耐磨性，高耐腐蚀性，高强度，高温高压下不分解，不剥落,无污染，可适用于半导体，生物医药等超洁净超高纯领域。

4)导热性好，灵敏性好，温度变化响应时间短，测量结果时效性更强。

5)蓝宝石管内高度绝缘且不渗入氧气，热电偶的可靠性好。

6)成本低，且使用寿命长。

7)可以实现温度梯度测量，为数据分析提供更多依据，提高测量结果的准确性。

8)结构精细，占用空间小，插拔连接方式使用方便且连接可靠。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种热电偶，其特征在于，包括保护管和保护盖，所述保护盖套设于所述保护管上组成密闭结构，所述保护管内设置有至少一组热电偶丝，所述保护管为蓝宝石管，所述保护管内还设置有填充剂。

2.根据权利要求1所述的热电偶，其特征在于，所述热电偶丝为两组及以上，两组及以上热电偶丝分别布置在所述保护管内的不同测量位置。

3.根据权利要求2所述的热电偶，其特征在于，两组及以上热电偶丝分别沿保护管的长度方向，呈阶梯式地布置在所述保护管内的不同测量位置。

4.根据权利要求1所述的热电偶，其特征在于，所述填充剂为氧化镁。

5.根据权利要求1所述的热电偶，其特征在于，所述热电偶丝为钨铼合金热电偶丝。

6.根据权利要求1所述的热电偶，其特征在于，每组热电偶丝包括两根热电偶丝，每根热电偶丝的两端分别为电接触端和电连接端，每组的两根热电偶丝的电接触端相接触连接，两个电连接端分别通过一根补偿导线引出至所述保护管。

7.根据权利要求6所述的热电偶，其特征在于，每组的两根热电偶丝的电接触端相接触连接后，与所述保护管的管壁接触。

8.根据权利要求6所述的热电偶，其特征在于，所述保护管内还设置有至少一个隔片，所述隔片设置有相互隔离的多个通孔，一根热电偶丝穿过一个通孔。

9.根据权利要求6所述的热电偶，其特征在于，还包括接插件，所述补偿导线通过所述接插件引出至保护管。