CN219434213U - 一种用于铁路红外光子传感器的高温热靶装置 - Google Patents

Abstract

一种用于铁路红外光子传感器的高温热靶装置，它涉及一种高温热靶装置。本实用新型为了解决现有技术中由于加热膜的材料耐热有限，导致热靶装置的使用范围受限、加热膜热传导式加热方法温度上升时响应缓慢，在恒温加热时温度无法快速进入稳定状态的问题。本实用新型采用高频电磁感应加热的方式使红外光子温度传感器的上限提升至450℃，满足铁路运营列车全工况下的所有非接触在线实时测试需求；其次高频电磁感应加热的方式使发热盘的温度上升迅速，同时发热盘嵌入陶瓷隔热盘的凹槽内，降低发热盘的热量损失，使发热盘稳定恒温。本实用新型用于铁路红外光子温度传感器的标定工作。

Description

一种用于铁路红外光子传感器的高温热靶装置

技术领域

本实用新型涉及一种高温热靶装置，具体涉及一种用于铁路红外光子传感器的高温热靶装置，属于铁路在线温度测量技术领域。

背景技术

铁路红外光子温度传感器用于非接触在线温度测量，传感器的原理是利用碲镉汞元件进行被测物体热红外辐射强度-电压变换从而得到与温度相关的电信号，其热红外辐射强度与电压变化不为线性关系，需要在测量前根据环境条件进行温度标定：采用标准热源(即热靶装置)正对红外光子温度传感器按照规定加热速率进行线性加温，从而得到标准热源温度对传感器电压的标准曲线，当传感器在实际测量输出电压时对照标准曲线得出准确温度。

目前热靶装置采用加热膜进行加热，通过可控电流的驱动器对加热膜施加不同的电流，进而控制加热膜的升温速度。由于加热膜的材料耐热有限，加热膜的温度上限仅为120℃，当被测对象的温度高于此温度时(例如探测车轮温度场景中被测对象温度一般在400℃以上)，这种情况下就无法使用红外光子温度传感器，严重限制热靶装置的使用范围；其次加热膜热传导式加热方法温度上升时响应缓慢，在恒温加热时温度无法快速进入稳定状态。

综上所述，如何针对上述技术问题，提出一种热靶装置，这也就成为了目前本领域内技术人员所亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术的不足，提供一种用于铁路红外光子传感器的高温热靶装置。

本实用新型的技术方案是：一种用于铁路红外光子传感器的高温热靶装置，包括依次同轴布置在热靶框架内的散热盘、感应线圈盘、磁套、陶瓷隔热盘和发热盘。

热靶框架包括横截面为圆形的套筒和固接在套筒的外圆周面上的连接壳，且连接壳与套筒连通；套筒的两端面均设置有限位槽，且限位槽的内径与散热盘和陶瓷隔热盘的外径相同。散热盘的一侧面开有散热脊，散热盘的另一侧面与感应线圈盘连接，磁套同轴安装在感应线圈盘的中心处；陶瓷隔热盘上安装有与外部控制器电性连接的铂电阻温度传感器和温度限位开关。发热盘为铜板和碳钢板通过摩擦焊的方式连接在一起的双层发热盘，且碳钢板上固接有螺柱，螺柱穿过陶瓷隔热盘和感应线圈盘与散热盘连接。

进一步地，陶瓷隔热盘的材质为氧化铝，陶瓷隔热盘的一侧面还设置有凹槽，且凹槽的内径与发热盘的外径相同。

进一步地，发热盘中碳钢板的厚度为1mm，铜板的厚度为2mm，且铜板的外侧面涂覆有辐射漆层；发热盘的温度上限为450℃。

本实用新型与现有技术相比具有以下效果：

1、本实用新型采用高频电磁感应加热的方式使红外光子温度传感器的上限提升至450℃，满足铁路运营列车全工况下的所有非接触在线实时测试需求；其次高频电磁感应加热的方式使发热盘6的温度上升迅速，同时发热盘6嵌入陶瓷隔热盘5的凹槽内，降低发热盘6的热量损失，使发热盘6稳定恒温。

2、本实用新型通过陶瓷隔热盘5上安装的铂电阻温度传感器5-2将发热盘6的温度实时传回外部控制器，便于温度的实时精确控制以达到线性升温的效果；另外，陶瓷隔热盘5上安装的温度限位开关5-3能够在外部控制器发生故障的情况下自动断开感应线圈盘3的电流，避免发热盘6超温导致本实用新型损坏，提高本发明安全性。

3、本实用新型的体积小、结构紧凑，减少空间占用。

附图说明

图1是本实用新型的分解图；

图2是热靶框架2的轴测图；

图3是发热盘6的剖视图；

图4是本实用新型加热时的示意图。

图中：1、散热盘；2、热靶框架；2-1、连接壳盖板；2-2套筒；2-3连接壳；2-4限位槽；3、感应线圈盘；4、磁套；5、陶瓷隔热盘；5-1、凹槽；5-2、铂电阻温度传感器；5-3、温度限位开关；6、发热盘；6-1、铜板；6-2、碳钢板；6-3、螺柱。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

具体实施方式一：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式的一种用于铁路红外光子传感器的高温热靶装置包括依次同轴布置在热靶框架2内的散热盘1、感应线圈盘3、磁套4、陶瓷隔热盘5和发热盘6。

热靶框架2包括横截面为圆形的套筒2-2和固接在套筒2-2的外圆周面上的连接壳2-3，且连接壳2-3与套筒2-2连通；套筒2-2的两端面均设置有限位槽2-4，且限位槽2-4的内径与散热盘1和陶瓷隔热盘5的外径相同。

散热盘1的一侧面开有散热脊，散热盘1的另一侧面通过三个螺钉与感应线圈盘3连接，磁套4同轴安装在感应线圈盘3的中心处。

陶瓷隔热盘5上安装有与外部控制器电性连接的铂电阻温度传感器5-2和温度限位开关5-3，且铂电阻温度传感器5-2、温度限位开关5-3、和感应线圈盘3的引线通过热靶框架2上的束线孔引出。

发热盘6为铜板6-1和碳钢板6-2通过摩擦焊的方式连接在一起的双层发热盘6，且碳钢板6-2上固接有M2x12mm的螺柱6-3，螺柱6-3穿过陶瓷隔热盘5和感应线圈盘3与散热盘1连接。

本实用新型中对于需要快速散热的感应线圈盘3，即使用了陶瓷隔热层隔绝了来自发热盘6高温的影响，又利用热靶框架2和散热盘1进行了充分导热散热。

本实用新型中感应线圈盘3采用聚酰亚胺漆包无氧铜线盘制而成，如此设置，聚酰亚胺涂层耐高温，无氧铜线在高频大电流工况下仍可保持低电阻率，使感应线圈盘3发热量低。

本实用新型中磁芯5为铁氧体磁芯，如此设置，在高频交变电磁场中，铁氧体磁芯磁阻小，能够高效迅速适应磁场变化，为线圈提供更高的电磁性能。

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式中陶瓷隔热盘5的材质为氧化铝，陶瓷隔热盘5的一侧面还设置有凹槽5-1，且凹槽5-1的内径与发热盘6的外径相同。如此设置，陶瓷隔热盘5耐高温，且氧化铝陶瓷在微观结构上为疏松多孔的结构，能够有效阻隔热传导，保证嵌于凹槽5-1内的发热盘6稳定发热，而位于开口腔外的零件不会被发热盘6高温影响。其他组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式中发热盘6中碳钢板6-2的厚度为1mm，铜板6-1的厚度为2mm，且铜板6-1的外侧面涂覆有辐射漆层；发热盘(6)的温度上限为450℃。如此设置，便于铜板6-1上的热量高效转变为热红外辐射，满足铁路运营列车全工况下的所有非接触在线实时测试需求，进一步扩大本实用新型的使用范围。其他组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式中热靶框架2还包括连接壳盖板2-1，连接壳盖板2-1安装在连接壳2-3上。如此设置，连接壳2-3与连接壳盖板2-1形成封闭的结构，有利于保护铂电阻温度传感器、温度限位开关和感应线圈盘3的引线。

进一步地，热靶框架2和散热盘1的材质均为铝合金。如此设置，重量轻、强度高，加强本实用新型的散热效果。

其他组成及连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

工作原理

结合图1至图4说明本实用新型的工作原理：

外部控制器向感应线圈盘3输入高频交变电流，使感应线圈盘3产生交变电磁场，磁场内的磁力线穿过发热盘6中的碳钢板6-2，使碳钢板6-2产生涡流进而均匀、稳定地发热，导热率高的铜板6-1表面涂覆的辐射漆形成热红外辐射，将发热盘6正对红外光子温度传感器，使红外光子温度传感器进行温度测量。

陶瓷隔热盘5上安装的铂电阻温度传感器5-2将发热盘6的温度实时传回外部控制器，便于温度的实时精确控制以达到线性升温的效果；另外，陶瓷隔热盘5上安装的温度限位开关5-3能够在外部控制器发生故障的情况下自动断开感应线圈盘3的电流，避免发热盘6超温导致本实用新型损坏，提高本发明安全性。

本实用新型已以较佳实施方式揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业技术人员，未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本实用新型技术方案范围。

Claims (5)

1.一种用于铁路红外光子传感器的高温热靶装置，其特征在于：

包括依次同轴布置在热靶框架(2)内的散热盘(1)、感应线圈盘(3)、磁套(4)、陶瓷隔热盘(5)和发热盘(6)；

所述热靶框架(2)包括横截面为圆形的套筒(2-2)和固接在套筒(2-2)的外圆周面上的连接壳(2-3)，且连接壳(2-3)与套筒(2-2)连通；套筒(2-2)的两端面均设置有限位槽(2-4)，且限位槽(2-4)的内径与散热盘(1)和陶瓷隔热盘(5)的外径相同；

所述散热盘(1)的一侧面开有散热脊，散热盘(1)的另一侧面与感应线圈盘(3)连接，磁套(4)同轴安装在感应线圈盘(3)的中心处；

陶瓷隔热盘(5)上安装有与外部控制器电性连接的铂电阻温度传感器(5-2)和温度限位开关(5-3)；

所述发热盘(6)为铜板(6-1)和碳钢板(6-2)通过摩擦焊的方式连接在一起的双层发热盘，且碳钢板(6-2)上固接有螺柱(6-3)，螺柱(6-3)穿过陶瓷隔热盘(5)和感应线圈盘(3)与散热盘(1)连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于铁路红外光子传感器的高温热靶装置，其特征在于：所述陶瓷隔热盘(5)的材质为氧化铝，陶瓷隔热盘(5)的一侧面还设置有凹槽(5-1)，且凹槽(5-1)的内径与发热盘(6)的外径相同。

3.根据权利要求2所述的一种用于铁路红外光子传感器的高温热靶装置，其特征在于：所述发热盘(6)中碳钢板(6-2)的厚度为1mm，铜板(6-1)的厚度为2mm，且铜板(6-1)的外侧面涂覆有辐射漆层。

4.根据权利要求3所述的一种用于铁路红外光子传感器的高温热靶装置，其特征在于：所述热靶框架(2)还包括连接壳盖板(2-1)，连接壳盖板(2-1)安装在连接壳(2-3)上。

5.根据权利要求1所述的一种用于铁路红外光子传感器的高温热靶装置，其特征在于：所述热靶框架(2)和散热盘(1)的材质均为铝合金。