CN219142043U - 能够转换测量温场的表面温度测量探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能够转换测量温场的表面温度测量探头，包括筒体，所述筒体具有敞口端，该敞口端用于罩盖在待测物体表面，所述敞口端罩盖在待测物体表面上后，筒体内部被构造成密闭腔室，所述筒体内部设有测温元件，测温元件用于探测密闭腔室的环境温度。本实用新型的有益效果是：能够使测量区域围成密闭空间，将待测物体的表面温度转换成稳定的恒温场，然后测温元件测量恒温场的环境温度即可精确测出待测物体的表面温度。

Description

能够转换测量温场的表面温度测量探头

技术领域

本实用新型涉及固体表面温度测量装置，具体涉及一种能够转换测量温场的表面温度测量探头。

背景技术

温度是影响人类活动和工业生产的重要参数，也是所有行业都必须关注的一种环境变量。所以，尽可能地使温度测量更加准确是很有价值的。按照介质属性分类，温度测量包括测量固体表面温度、空气温度和液体温度。

其中，测量固体表面温度是目前研究最不彻底、问题最多的一个分类。在现有技术中，固体表面温度的测量方法分为接触式和非接触式两种。接触式测温方法是基于热平衡原理，即测温敏感元件(传感器)必须与被测介质接触，是两者处于平衡状态，具有同一温度，如水银温度计、半导体点温计、热电偶等。在接触式测温过程中，传感器会受到周边空气环境的影响，存在无法避免的测量误差。同时，被测表面的材料与传感器热导率不同，传感器接触后也会带来测量误差。另一方面，接触式传感器与被测表面之间的非理想接触，总是存在热阻，同样会带来测量误差。非接触式测温方法则是利用热辐射原理测温，测温的敏感元件不与被测介质接触，如辐射温度计、红外测温仪。毫无疑问，非接触式测量所存在的测量误差则更大。

实用新型内容

针对以上现状，本实用新型提供一种能够转换测量温场的表面温度测量探头，旨在提升固体表面测温的准确性。

为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种能够转换测量温场的表面温度测量探头，其关键在于：包括筒体，所述筒体具有敞口端，该敞口端用于罩盖在待测物体表面，所述敞口端罩盖在待测物体表面上后，筒体内部被构造成密闭腔室，所述筒体内部设有测温元件，测温元件用于探测密闭腔室的环境温度。

优选的，所述筒体采用金属材料制成。

优选的，所述筒体的敞口端安装有柔性密封垫。

优选的，所述筒体远离敞口端的一端设有配重块；或者所述敞口端嵌设有磁性元件。

优选的，所述筒体的内壁设有隔热层；或者，所述筒体的外壁设有隔热层；或者，所述筒体的内外壁均设有隔热层；或者，所述筒体的壁厚内部夹有隔热层。

优选的，所述筒体远离敞口端的一端设有安装孔，所述测温元件通过该安装孔装配在筒体内部，所述测温元件与安装孔之间设有密封圈；所述测温元件外端连接有电线，电线用于与对应的测温仪器连接。

优选的，所述筒体上安装有沿所述安装孔径向锁紧的锁止螺钉，锁止螺钉内端紧抵在测温元件的侧部。

优选的，所述隔热层采用气凝胶毡、石棉、矿渣棉或玻璃纤维制成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

采用本实用新型提供的表面温度测量探头，在测量固体表面温度时，筒体罩在待测物体表面，能够使测量区域围成密闭空间，从而将待测物体的表面温度转换成稳定的恒温场，然后测温元件测量恒温场的环境温度即可精确测出待测物体的表面温度。相较于传统的测量方式，不会受到接触是否良好、周边环境、以及气流等因素的影响，具有更为精确的测量等级。

附图说明

图1为本实用新型表面温度测量探头的立体结构示意图；

图2为本实用新型表面温度测量探头的爆炸示意图；

图3为表面温度测量探头的剖视图(带配重块4)；

图4为筒体1外壁设有隔热层的示意图；

图5为筒体1内壁和外壁均设有隔热层的示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

如图1和2所示，一种能够转换测量温场的表面温度测量探头，其结构包括筒体1以及安装在筒体1内部的测温元件2。其中，筒体1内部为镂空结构，下端具有敞口端1a，测温元件2可以是铂电阻传感器、热电偶、热敏电阻或IC温度传感器中的任意一种。在本实施例中，测温元件2优选采用A级及以上的铂电阻传感器，铂电阻传感器不易受环境影响，具有更好地测量准确度。

基于测量探头的以上结构设计，其测量物体表面温度的测量方法为：先将筒体1的敞口端1a罩在待测物体表面，使筒体1内部围成密闭腔室，然后静置一段时间，直至密闭腔室的环境温度与待测物体表面温度到达平衡，最后，测温元件2测量密闭空间的环境温度即可获取待测物体的表面温度。

在以上测量过程中，通过密闭腔室的静止，可以使待测物体的表面温度转换成稳定的恒温场，也即是物体表面温度、测温元件2自身温度以及筒体1内部温度均保持持续相等，并且测量过程中也不会受到风的影响，所以能够显著提升物体表面温度测量的准确性。

在实际测量时，待筒体1内部温场稳定后，测温元件2可以通过测量空气温度间接得到物体表面温度，也可以直接测量待测物体的表面。两种方式的区别在于测温元件2的安装高度不同。测量空气温度时，测温元件2的下端高于所述敞口端1a。直接测量待测物体表面温度时，测温元件2的下端与敞口端1a齐平。

在本实施例中，测温元件2采用有线方式传输采集数据，对应的安装结构为：请参图2和3，筒体1远离敞口端1a的一端设有安装孔1b，测温元件2通过该安装孔1b装配在筒体1内部。测温元件2外端连接有电线2a，在使用时电线2a用于与对应的测温仪器连接。筒体1上端的一侧安装有沿安装孔1b径向锁紧的锁止螺钉7，锁止螺钉7内端紧抵在测温元件2的侧部，测温元件2通过锁止螺钉7固定在安装孔1b内。为保证密封性，测温元件2与安装孔1b之间设有密封圈6。

测量探头罩在待测物体表面上后，为了使筒体1内部更好地围成密闭腔室，从而形成更加稳定的恒温场，本实施例提供了以下5种技术手段，分别是：

1、在筒体1的敞口端1a设有柔性密封垫3，该柔性密封垫3采用硅胶制成，硅胶有助于提升筒体1下端的密封性。

2、筒体1采用金属材料制成，如不锈钢。借助金属的自重可将柔性密封垫3紧紧的压在待测表面上，提升密封性能。

3、请参图3，筒体1远离敞口端1a的一端设有配重块4。配重块能够进一步将柔性密封垫3紧紧的压在待测表面上，增强密封性能。

4、敞口端1a嵌设有磁性元件5。若待测表面为金属面，磁性元件5的磁力可帮助柔性密封垫3紧紧地夹在筒体1与待测表面之间，从而提升密封性能。除此之外，磁性元件5还可以帮助筒体1吸附在非水平的金属待测面上，增加测量探头的应用场景。

5、在筒体1上设置隔热层8，隔热层8可起保温作用，有助于保证筒体1内部温度的稳定性，从而以更短的时间形成恒温场。隔热层包括但不限于气凝胶毡、石棉、矿渣棉或玻璃纤维。

表面温度测量探头根据不同的测试场景，可以从以上5种技术手段中任取几种组合使用。

本实施例提供了隔热层8的四种设置方式。请参图4，隔热层8设置在筒体1的外壁。请参图5，筒体1的内外壁均设有隔热层8。除此之外，隔热层8也可以单独设置在筒体1的内壁上，或者将隔热层8夹在筒体1的壁厚内部。

在本实施例中，筒体1的造型可以是圆柱体，也可以是立方体等其他结构。测温元件2安装在筒体1内部后，测温元件2所占据筒体1的空间比例介于20％-50％之间，更合适的空间占比有助于提升测温效率和测温准确性。测温元件2与筒体1内部总容积之间的比例可以从以下四种中择取，分别是，2:1、3:1、4:1、5:1。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种能够转换测量温场的表面温度测量探头，其特征在于：包括筒体(1)，所述筒体(1)具有敞口端(1a)，该敞口端(1a)用于罩盖在待测物体表面，所述敞口端(1a)罩盖在待测物体表面上后，筒体(1)内部被构造成密闭腔室，所述筒体(1)内部设有测温元件(2)，测温元件(2)用于探测密闭腔室的环境温度。

2.根据权利要求1所述的能够转换测量温场的表面温度测量探头，其特征在于：所述筒体(1)采用金属材料制成。

3.根据权利要求1所述的能够转换测量温场的表面温度测量探头，其特征在于：所述筒体(1)的敞口端(1a)安装有柔性密封垫(3)。

4.根据权利要求1所述的能够转换测量温场的表面温度测量探头，其特征在于：所述测温元件(2)为铂电阻传感器。

5.根据权利要求1所述的能够转换测量温场的表面温度测量探头，其特征在于：所述筒体(1)的内壁设有隔热层；

或者，所述筒体(1)的外壁设有隔热层；

或者，所述筒体(1)的内外壁均设有隔热层；

或者，所述筒体(1)的壁厚内部夹有隔热层。

6.根据权利要求5所述的能够转换测量温场的表面温度测量探头，其特征在于：所述隔热层采用气凝胶毡、石棉、矿渣棉或玻璃纤维制成。

7.根据权利要求1所述的能够转换测量温场的表面温度测量探头，其特征在于：所述筒体(1)远离敞口端(1a)的一端设有安装孔(1b)，所述测温元件(2)通过该安装孔(1b)装配在筒体(1)内部，所述测温元件(2)与安装孔(1b)之间设有密封圈(6)；所述测温元件(2)外端连接有电线(2a)，电线(2a)用于与对应的测温仪器连接。

8.根据权利要求7所述的能够转换测量温场的表面温度测量探头，其特

征在于：所述筒体(1)上安装有沿所述安装孔(1b)径向锁紧的锁止螺钉(7)，

锁止螺钉(7)内端紧抵在测温元件(2)的侧部。

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