CN218916575U - 一种用于爆炸场瞬态高温测量的钨铼5/26热电偶传感器 - Google Patents

Abstract

一种用于爆炸场瞬态高温测量的钨铼5/26热电偶传感器，其氧化铝陶瓷管外芯有两个圆形通孔，分别用于穿过热电偶丝正极和热电偶丝负极，氧化铝陶瓷管内芯的内部有一个圆形通孔，补偿导线穿过氧化铝陶瓷管内芯的圆形通孔，本体内部有一个圆形通孔且一端有内螺纹并作为信号输出端，连接器与本体圆形通孔的内螺纹连接，本体圆形通孔的另一端作为信号输入端，间隙配合的氧化铝陶瓷管外芯和内芯从信号输入端插入本体的圆形通孔，本体的外壁有螺纹和六方结构。本热电偶传感器使用氧化铝陶瓷管实现热电偶丝正负极的分离和导向，固定热电偶丝和补偿导线焊点位置，并且在热电偶结构本体内部空间的空隙内充满隔热绝缘胶，能提高热电偶传感器的结构强度和抗干扰能力。

Description

一种用于爆炸场瞬态高温测量的钨铼5/26热电偶传感器

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，具体为一种用于爆炸场瞬态高温测量的钨铼5/26热电偶传感器。

背景技术

温压弹或云爆弹战斗部爆炸会出现持续时间较长的高温效应，该高温效应是评估战斗部毁伤威力的一项重要指标。

目前对于战斗部爆炸温度的测量用传感器是热电偶。热电偶的工作原理是两种不同成分的材质导体组成闭合回路，当热电偶热端和冷端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势。热电偶的结构形式主要有铠装型热电偶和裸露型热电偶。中国专利ZL 200420087876.6公开了一种高温耐磨快速响应热电偶，它是一种带保护套管的铠装型热电偶，该热电偶的响应时间超过5秒，不适用于战斗部爆炸温度的测量（持续时间为0.1秒量级）。裸露型热电偶没有保护套管，响应时间明显快于铠装型热电偶。中国专利ZL 201210286594.8公开的一种爆炸场耐瞬态高压的快速响应热电偶，该热电偶采用直径为0.2mm的钨铼热电偶丝作为热电偶的正极和负极，该热电偶的结构强度高，但其隔热绝缘胶固化过程，难以保证连接器和压螺位置的一致性。另外，该热电偶的信号输出线是双芯线，没有使用钨铼热电偶的专用补偿导线，很难有效保证温度的测试精度。中国专利202022937470.4公开的一种用于爆炸场热对流介质温度测量用热电偶传感器，该热电偶传感器的电极材料较长，并且热电偶本体内部只有靠近热端部分有绝缘体填充物，其他部分无绝缘体填充物，在高温强冲击情况下会受到干扰。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种用于爆炸场瞬态高温测量的钨铼5/26热电偶传感器，该热电偶传感器在现有的热电偶结构本体上，使用氧化铝陶瓷管实现热电偶丝正负极的分离和导向，固定热电偶丝和补偿导线焊点位置，并且在热电偶结构本体内部空间的空隙内充满隔热绝缘胶，能提高热电偶传感器的结构强度和抗干扰能力，并且兼具响应时间短和一致性好的特点。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种用于爆炸场瞬态高温测量的钨铼5/26热电偶传感器，包括热电偶丝正极、热电偶丝负极、氧化铝陶瓷管外芯、氧化铝陶瓷管内芯、本体、连接器、弹簧接头和补偿导线，所述的氧化铝陶瓷管外芯有两个圆形通孔，分别用于穿过热电偶丝正极和热电偶丝负极，所述的氧化铝陶瓷管内芯的内部有一个圆形通孔，所述补偿导线穿过氧化铝陶瓷管内芯的圆形通孔，所述补偿导线由带绝缘套管的正负极导线内层、中间屏蔽铜线层和外部塑料绝缘层组成，所述的本体内部有一个圆形通孔且一端有内螺纹并作为信号输出端，所述连接器通过螺纹方式与本体圆形通孔的内螺纹连接，所述本体圆形通孔的另一端作为信号输入端，所述氧化铝陶瓷管外芯和内芯间隙配合后，从信号输入端插入本体圆形通孔，所述本体的外壁有用于安装固定热电偶传感器的螺纹，所述本体外壁有用于拆卸或安装热电偶传感器时施加扭力的六方结构。

作为本实用新型进一步改进，所述的热电偶丝正极和热电偶丝负极材料分别选用直径为0.2mm的WRe5和WRe26钨铼热电偶丝，两个热电偶丝外均包裹有绝缘套管。

作为本实用新型进一步改进，所述的补偿导线选用的是WRe5/26热电偶专用补偿导线WC5/26，补偿导线的正极导线材料为单股线芯的WPC5/26合金丝，补偿导线的负极材料为单股线芯的WNC5/26合金丝；

所述的补偿导线的正极单根线芯和热电偶丝正极焊接在一起，补偿导线的负极单根线芯和热电偶丝负极焊接在一起，这两个焊点外均套有热塑绝缘管。

作为本实用新型进一步改进，所述的热电偶丝正极和热电偶丝负极从氧化铝陶瓷管内芯的内部通孔穿过后，再分别进入并穿过氧化铝陶瓷管外芯的两个圆孔，所述的氧化铝陶瓷管内芯和氧化铝陶瓷管外芯利用间隙配合连接在一起。

作为本实用新型进一步改进，所述的热电偶丝和补偿导线的两个焊点均位于氧化铝陶瓷管内芯的内部，靠近氧化铝陶瓷管外芯的圆孔入口处，实现了热电偶丝和补偿导线焊点的定位；

所述的带绝缘套管的热电偶丝正极和热电偶丝负极分别穿过氧化铝陶瓷管外芯后，将间隙配合后的氧化铝陶瓷管内芯和氧化铝陶瓷管外芯从本体信号入口端插入，直到氧化铝陶瓷管外芯抵住本体。

作为本实用新型进一步改进，所述热电偶传感器还包括隔热绝缘胶，所述隔热绝缘胶从本体的信号输出端填充，直到充满本体的内部空腔，所述的氧化铝陶瓷管外芯和本体的接触面也涂满隔热绝缘胶。

作为本实用新型进一步改进，所述的连接器的内部有圆锥形塑料塞子，该塞子可以卡紧补偿导线，可以防止补偿导线受拉后与热电偶丝发生脱落，所述热电偶传感器还包括弹簧接头，所述的弹簧接头螺纹将补偿导线的屏蔽铜线和连接器的信号输出端旋紧在一起，并且弹簧接头的弹簧压紧连接器的圆锥形塑料塞子，可以有效防止该塑料塞子受拉松动。

作为本实用新型进一步改进，所述的氧化铝陶瓷管外芯靠近裸露热电偶丝位置有一凹槽，所述凹槽充满隔热绝缘胶，等隔热绝缘胶固化后可形成一圆锥形绝缘胶体结构，该圆锥形绝缘胶体结构所形成的圆锥斜面改变冲击波反射压作用方向，可有效减小热电偶偶丝受到的冲击波作用力。

作为本实用新型进一步改进，所述的热电偶丝正极和热电偶丝负极进行焊接形成一个直径小于3mm的焊点，所述焊点是热电偶传感器的热端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

（1）采用氧化铝陶瓷管实现钨铼热电偶丝及外壳内部专用补偿导线的导向和保护，使得热电偶传感器具有良好的耐高温性、抗干扰能力和性能一致性；

（2）响应时间短，热电偶热极点的焊点很小，热端到圆锥形隔热绝缘胶的距离也很短；

（3）测试精度高，采用钨铼5/26热电偶专用补偿导线作为信号输出线，可以有效保证热电偶传感器的高测试精度。

附图说明

图1是本实用新型的一种用于爆炸场瞬态高温测量的钨铼526热电偶传感器结构剖面示意图。

图2热电偶传感器的阶跃响应曲线。

附图标记列表：

1、热电偶丝正极；2、热电偶丝负极；3、隔热绝缘胶；4、氧化铝陶瓷管外芯；5、氧化铝陶瓷管内芯；6、本体；7、连接器；8、弹簧接头；9、补偿导线。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1所示，按照本实用新型的技术方案，本实施例给出一种用于爆炸场瞬态高温测量的钨铼5/26热电偶传感器的具体结构，包括热电偶丝正极1、热电偶丝负极2、隔热绝缘胶3、氧化铝陶瓷管外芯4、氧化铝陶瓷管内芯5、本体6、连接器7、弹簧接头8、补偿导线9。所述的氧化铝陶瓷管外芯4有两个圆形通孔，分别用于穿过热电偶丝正极1和负极2，所述的氧化铝陶瓷管内芯5的内部有一个圆形通孔，用于穿过补偿导线9，所述的补偿导线9由带绝缘套管的正负极导线内层、中间屏蔽铜线层和外部塑料绝缘层组成，所述的本体6内部有一个圆形通孔，带内螺纹一端作为信号输出端，该内螺纹用于和连接器7连接，另一端作为信号输入端，用于插入间隙配合后的氧化铝陶瓷管外芯4和内芯5，本体6外壁的螺纹用于安装固定热电偶传感器，本体6外壁的六方结构用于拆卸或安装热电偶传感器时施加扭力。

本实施例中，热电偶丝正极1和负极2材料分别选用直径为0.2mm的WRe5和WRe26钨铼热电偶丝，两个热电偶丝外均包裹有绝缘套管。补偿导线9选用的是WRe5/26热电偶专用补偿导线WC5/26。补偿导线9的正极导线材料为单股线芯的WPC5/26合金丝，补偿导线9的负极材料为单股线芯的WNC5/26合金丝。补偿导线9的正极线芯和热电偶丝正极1焊接在一起，补偿导线9的负极线芯和热电偶丝负极2焊接在一起。焊接完成后，补偿导线9和热电偶丝的两个焊点外均套有热塑绝缘管。

氧化铝陶瓷管外芯4和内芯5的材料均为纯度为95%氧化铝陶瓷。热电偶丝正极1和热电偶丝负极2从氧化铝陶瓷管内芯5的内部通孔穿过后，再分别进入并穿过氧化铝陶瓷管外芯4的两个圆孔。接着，将氧化铝陶瓷管内芯5和外芯4利用间隙配合连接在一起。最后，热电偶丝和补偿导线9的两个焊点均位于氧化铝陶瓷圆内芯5的内部，具体靠近氧化铝陶瓷外芯4的圆孔入口处，实现了热电偶丝和补偿导线9焊点的定位。

当带绝缘套管的热电偶丝正极1和热电偶丝负极2分别穿过氧化铝陶瓷管外芯4后，将间隙配合后的氧化铝陶瓷管内芯5和外芯4从本体6信号入口端插入，直到氧化铝陶瓷管外芯4抵住本体6。接着，从本体6的信号输出端填充隔热绝缘胶3，直到充满本体6的内部空腔。另外，氧化铝陶瓷外芯4和本体6的接触面也涂满隔热绝缘胶3。

接着，将连接器7的信号输入端螺纹旋入本体6的信号输出端，该连接器7的内部有圆锥形塑料塞子，该塞子可以卡紧补偿导线9，可以防止补偿导线9受拉后与热电偶丝发生脱落。再利用弹簧接头8的螺纹将补偿导线9的屏蔽铜线和连接器7的信号输出端旋紧在一起，并且弹簧接头8的弹簧压紧连接器7的圆锥形塑料塞子，可以有效防止该塑料塞子受拉松动。

氧化铝陶瓷管外芯4靠近裸露热电偶丝位置有一凹槽，该凹槽也充满隔热绝缘胶3，等隔热绝缘胶3固化后可形成一圆锥形绝缘胶体结构。该圆锥形绝缘胶体结构所形成的圆锥斜面改变冲击波反射压作用方向，可有效减小热电偶偶丝受到的冲击波作用力。

最后，将热电偶丝正极1和热电偶丝负极2进行焊接，形成一个焊点直径约2.6mm的焊点，该焊点就是热电偶传感器的热端。该热端到圆锥形绝缘胶体结构表的直线距离约为4mm。

经动态标定，本实施例的爆炸场瞬态高温测量的钨铼5/26热电偶传感器的阶跃响应曲线如图2所示，可见该传感器的响应时间为1.8毫秒。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作任何其他形式的限制，而依据本实用新型的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种用于爆炸场瞬态高温测量的钨铼5/26热电偶传感器 ，包括热电偶丝正极（1）、热电偶丝负极（2）、隔热绝缘胶（3）、氧化铝陶瓷管外芯（4）、氧化铝陶瓷管内芯（5）、本体（6）、连接器（7）、弹簧接头（8）和补偿导线（9），其特征在于：所述的氧化铝陶瓷管外芯（4）有两个圆形通孔，分别用于穿过热电偶丝正极（1）和热电偶丝负极（2），所述的氧化铝陶瓷管内芯（5）的内部有一个圆形通孔，所述补偿导线（9）穿过氧化铝陶瓷管内芯（5）的圆形通孔，所述补偿导线（9）由带绝缘套管的正负极导线内层、中间屏蔽铜线层和外部塑料绝缘层组成，所述的本体（6）内部有一个圆形通孔且一端有内螺纹并作为信号输出端，所述连接器（7）通过螺纹方式与本体（6）圆形通孔的内螺纹连接，所述本体（6）圆形通孔的另一端作为信号输入端，所述氧化铝陶瓷管外芯（4）和内芯（5）间隙配合后，从信号输入端插入本体（6）圆形通孔，所述本体（6）的外壁有用于安装固定热电偶传感器的螺纹，所述本体（6）外壁有用于拆卸或安装热电偶传感器时施加扭力的六方结构。

2.根据权利要求1所述的一种用于爆炸场瞬态高温测量的钨铼5/26热电偶传感器，其特征在于：所述的热电偶丝正极（1）和热电偶丝负极（2）材料分别选用直径为0.2mm的WRe5和WRe26钨铼热电偶丝，两个热电偶丝外均包裹有绝缘套管。

3.根据权利要求1所述的一种用于爆炸场瞬态高温测量的钨铼5/26热电偶传感器，其特征在于：所述的补偿导线（9）选用的是WRe5/26热电偶专用补偿导线WC5/26，补偿导线（9）的正极导线材料为单股线芯的WPC5/26合金丝，补偿导线（9）的负极材料为单股线芯的WNC5/26合金丝；

所述的补偿导线（9）的正极单根线芯和热电偶丝正极（1）焊接在一起，补偿导线（9）的负极单根线芯和热电偶丝负极（2）焊接在一起，这两个焊点外均套有热塑绝缘管。

4.根据权利要求1所述的一种用于爆炸场瞬态高温测量的钨铼5/26热电偶传感器，其特征在于：所述的热电偶丝正极（1）和热电偶丝负极（2）从氧化铝陶瓷管内芯（5）的内部通孔穿过后，再分别进入并穿过氧化铝陶瓷管外芯（4）的两个圆孔，所述的氧化铝陶瓷管内芯（5）和氧化铝陶瓷管外芯（4）利用间隙配合连接在一起。

5.根据权利要求3或4所述的一种用于爆炸场瞬态高温测量的钨铼5/26热电偶传感器，其特征在于：所述的热电偶丝和补偿导线（9）的两个焊点均位于氧化铝陶瓷管内芯（5）的内部，靠近氧化铝陶瓷管外芯（4）的圆孔入口处；

所述的带绝缘套管的热电偶丝正极（1）和热电偶丝负极（2）分别穿过氧化铝陶瓷管外芯（4）后，将间隙配合后的氧化铝陶瓷管内芯（5）和氧化铝陶瓷管外芯（4）从本体（6）信号入口端插入，直到氧化铝陶瓷管外芯（4）抵住本体（6）。

6.根据权利要求1所述的一种用于爆炸场瞬态高温测量的钨铼5/26热电偶传感器，其特征在于：所述热电偶传感器还包括隔热绝缘胶（3），所述隔热绝缘胶（3）从本体（6）的信号输出端填充，直到充满本体（6）的内部空腔，所述的氧化铝陶瓷管外芯（4）和本体（6）的接触面也涂满隔热绝缘胶（3）。

7.根据权利要求1所述的一种用于爆炸场瞬态高温测量的钨铼5/26热电偶传感器，其特征在于：所述的连接器（7）的内部有圆锥形塑料塞子，所述热电偶传感器还包括弹簧接头（8），所述的弹簧接头（8）螺纹将补偿导线（9）的屏蔽铜线和连接器（7）的信号输出端旋紧在一起，并且弹簧接头（8）的弹簧压紧连接器（7）的圆锥形塑料塞子。

8.根据权利要求1所述的一种用于爆炸场瞬态高温测量的钨铼5/26热电偶传感器，其特征在于：所述的氧化铝陶瓷管外芯（4）靠近裸露热电偶丝位置有一凹槽，所述凹槽充满隔热绝缘胶（3）。

9.根据权利要求1所述的一种用于爆炸场瞬态高温测量的钨铼5/26热电偶传感器，其特征在于：所述的热电偶丝正极（1）和热电偶丝负极（2）进行焊接形成一个直径小于3mm的焊点，所述焊点是热电偶传感器的热端。

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