CN219455332U

CN219455332U - 一种集成式测温装置

Info

Publication number: CN219455332U
Application number: CN202223305459.1U
Authority: CN
Inventors: 王焱辉; 薄新维; 刘奇; 王小宇; 王瑞轩; 曹誉翔; 姚志远; 陈喜; 韩校宇; 何浩然; 王于金
Original assignee: Chongqing Materials Research Institute Co Ltd
Current assignee: Chongqing Materials Research Institute Co Ltd
Priority date: 2022-12-10
Filing date: 2022-12-10
Publication date: 2023-08-01
Anticipated expiration: 2032-12-10

Abstract

一种集成式测温装置，包括铠装热电偶，所述铠装热电偶为廉金属热电偶，将多支铠装热电偶的测温端插入一金属保护套管轴向延伸的盲孔内，各铠装热电偶测温端的长度不同，使测温端的端点位于金属保护套管轴向的不同位置，所述金属保护套管的开口端固定连接一连接件，各铠装热电偶的补偿导线穿过连接件外伸分别固定连接接插件。本实用新型的提供一种集成式测温装置，有效检测管式扩散退火炉温区的温度，测温效率高，使用寿命长，成本低廉。

Description

一种集成式测温装置

技术领域

本实用新型涉及一种测温装置技术领域，具体涉及一种适用于管式扩散退火炉的集成式测温装置。

背景技术

管式扩散退火炉是光伏企业生产的关键设备，生产过程要求控温精度高、受热炉体长且温度均匀、耐腐蚀等特点。当前的管式扩散退火炉控温方面绝大多数采用S型贵金属热电偶（既铂铑热电偶，正极的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为10%，含铂为90%，负极的名义化学成分为纯铂）进行测温，虽然S型热电偶具有热点性能稳定、测温范围广等优点，但在实际使用过程中发现，S型热电偶中丝材（Pt/Rh）在高温下易与炉内介质（Si、P、B）等元素发生反应，形成共晶化合物，导致S型热电偶焊接点脆断，导致测温装置的寿命短。同时S型热电偶造价昂贵，给光伏企业带来成本负担。同时，管式扩散退火炉要求炉内整体控温精准，炉体温区长3~4m，单个测温传感器的测温范围有限，无法有效检测全炉体温区的温度，测温效率低，测温成本高。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种集成式测温装置，解决对管式扩散退火炉测温时测温装置寿命短、价格昂贵、测温准确度低，无法有效检测全炉体温区的温度，测温效率低，测温成本高的问题。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种集成式测温装置，包括铠装热电偶，所述铠装热电偶为廉金属热电偶，将多支铠装热电偶的测温端插入一金属保护套管轴向延伸的盲孔内，各铠装热电偶测温端的长度不同，使测温端的端点位于金属保护套管轴向的不同位置，所述金属保护套管的开口端固定连接一连接件，各铠装热电偶的补偿导线穿过连接件外伸分别固定连接接插件。

所述廉金属热电偶采用K型热电偶，所述K型热电偶的正极的名义化学成分为镍铬合金，其中含镍90%，含铬10%；负极的名义化学成分为镍硅合金，其中含镍97%，含硅3%。

所述廉金属热电偶采用N型热电偶，所述N型热电偶的正极的名义化学成分为镍铬硅合金，其中含铬13.7%～14.7%，含硅1.2%～1.6%，其余为镍；负极的名义化学成分为镍硅镁合金，其中含硅4.2%～4.6%，含镁0.5%～1.5%，其余为镍。

所述多支铠装热电偶通过卡套固定在连接件中。

所述多支铠装热电偶的测温端长度由金属保护套管的盲端向开口端方向呈等差递减或非等差递减。各铠装热电偶的长度根据测量点所在管式扩散退火炉温区各不相同，确定测量点位置后，可用镍铬丝在铠装热电偶的冷端将多支铠装热电偶绑定在一起。

所述金属保护套管外侧靠近开口端设有固定环。

所述金属保护套管采用镍基高温合金。

本实用新型的集成式测温装置，包括铠装热电偶，所述铠装热电偶为廉金属热电偶，廉金属热电偶采用K型热电偶或N型热电偶，热电偶丝材由于铠材的保护，不容易与介质直接接触反应，从而避免出现断丝现象，同时大幅度降低成本。将多支铠装热电偶的测温端插入一金属保护套管轴向延伸的盲孔内，各铠装热电偶测温端的长度不同，使测温端的端点位于金属保护套管轴向的不同位置，所述金属保护套管的开口端固定连接一连接件，各铠装热电偶的补偿导线穿过连接件外伸分别固定连接接插件。将多支铠装热电偶集成在测温装置上，实现管式扩散退火炉炉内精准控温，安装使用及更换更为便利。

本实用新型的集成式测温装置与现有技术相比，结构简单易于实现，在安装运输过程不易损坏，成本低廉，抗腐蚀耐用，使用寿命长。有效检测管式扩散退火炉温区的温度，测温效率高，测温成本低。

附图说明

图1为集成式测温装置的结构示意图；

图2为实施例2的铠装热电偶与金属保护套管的配合图；

图3为实施例3的铠装热电偶与金属保护套管的配合图；

图4为金属保护套管的盲端为矩形的结构示意图。

具体实施方式

参考图1至图4，一种集成式测温装置，包括铠装热电偶2，所述铠装热电偶2为廉金属热电偶，将多支铠装热电偶2的测温端插入一金属保护套管1轴向延伸的盲孔内，各铠装热电偶2测温端的长度不同，使测温端的端点位于金属保护套管1轴向的不同位置，所述多支铠装热电偶2的测温端长度由金属保护套管1的盲端向开口端方向呈等差递减或非等差递减。所述金属保护套管1的开口端固定连接一连接件3，所述多支铠装热电偶2通过卡套5固定在连接件3中。各铠装热电偶2的补偿导线7穿过连接件3外伸分别固定连接接插件4。所述金属保护套管1采用镍基高温合金。所述金属保护套管1外侧靠近开口端设有固定环6。用于将金属保护套管1固定在管式扩散退火炉内。

所述廉金属热电偶采用K型热电偶或N型热电偶。所述K型热电偶的正极的名义化学成分为镍铬合金，其中含镍90%，含铬10%；负极的名义化学成分为镍硅合金，其中含镍97%，含硅3%。所述N型热电偶的正极的名义化学成分为镍铬硅合金，其中含铬13.7%～14.7%，含硅1.2%～1.6%，其余为镍；负极的名义化学成分为镍硅镁合金，其中含硅4.2%～4.6%，含镁0.5%～1.5%，其余为镍。

所述铠装热电偶2的偶丝丝径选用0.3~2.0mm，铠装热电偶数量为3~7支，每支铠装热电偶的长度根据测量点的所在温区各不相同，调整好测量点位置后，用镍铬丝在铠装热电偶的冷端将3~7支铠装热电偶绑定在一起。铠装热电偶2的补偿导线7采用K分度或N分度补偿线缆，与选用的K型或N型铠装热电偶对应，其结构特征在于第一层采用聚氯乙烯绝缘，第二层采用玻璃丝编织护套，第三层采用不锈钢丝编织的屏蔽线，起到良好的电绝缘、屏蔽的作用，稳定可靠，使用方便。所受接插件4采用K分度或N分度专用插头，与选用的K型或N型铠装热电偶对应。

所述金属保护套管1采用型号为GH3039镍基高温合金。从而具有较好的抗高温氧化性和耐腐蚀性，以及良好的热疲劳性能。金属保护套管内外表面需要用酸洗去污去脂，金属保护套管干燥后一端通过焊接封堵形成盲孔，焊缝要求检漏，漏率＜1×10^-7pa·L/s。所述金属保护套管的盲端可以为半球形，也可以为矩形。采用金属保护套管替代传统的高纯石英保护套，在安装运输过程不易损坏，价格更加便宜，抗腐蚀耐用。所述连接件3的材料采用型号为6061的铝合金，具有良好的成型性和可机加工性能，并具有一定的强度和轻便特征，能起到较好的连接作用。

集成式测温装置的电性能检测，使用万用表检验每支热电偶正负极之间的是否导通，各支热电偶之间是否短路导通。首先用万用表测量热电偶的电阻值，通过采用热风枪吹热风（温度为100~500℃）的方式快速检测热电偶的电势值，由此可快速检验热电偶是否能正常使用。

实施例1，如图1所示，集成式测温装置包括铠装热电偶2，所述铠装热电偶2采用K型热电偶，丝径选用0.3mm，将六支铠装热电偶2的测温端插入一金属保护套管1轴向延伸的盲孔内，各铠装热电偶2测温端的长度不同，使测温端的端点位于金属保护套管1轴向的不同位置，六支铠装热电偶2的测温端长度由金属保护套管1的盲端向开口端方向呈非等差递减，六支铠装热电偶2的测温端长度依次为3300m、2800m、2200m、1630mm、1080mm、600mm。所述金属保护套管1的外周直径为12mm、厚度为2mm、长度为3353mm。所述金属保护套管1采用型号为GH3039镍基高温合金。所述金属保护套管1一端通过焊接封堵形成盲孔，焊缝漏率为0.64×10^-7pa·L/s。所述金属保护套管1外侧靠近开口端设有固定环6，所述固定环6的外周直径为16mm，长度为3mm，距离开口端的距离为30mm。所述金属保护套管1的开口端通过螺纹固定连接一型号为6061的铝合金的连接件3。用镍铬丝在六支铠装热电偶2的冷端将六支铠装热电偶2绑定在一起。六支铠装热电偶2通过卡套5过盈配合固定在连接件3中。各铠装热电偶2的补偿导线7穿过连接件3外伸分别固定连接接插件4。所述补偿导线7采用K分度补偿线缆，并与热电偶进行焊接。接插件4采用K分度，与选用的K型热电偶对应。用万用表测量六支热电偶的电阻值分别为（45Ω、36Ω、30Ω、25Ω、21Ω、14Ω），最后使用热风枪吹热风（温度为100~500℃）的方式快速检测热电偶的电势值，电势值为4.00~20.72mV。

实施例2，如图1至图2所示，集成式测温装置包括铠装热电偶2，所述铠装热电偶2采用N型热电偶，丝径选用1.0mm，将五支铠装热电偶2的测温端插入一金属保护套管1轴向延伸的盲孔内，各铠装热电偶2测温端的长度不同，使测温端的端点位于金属保护套管1轴向的不同位置，五支铠装热电偶2的测温端长度由金属保护套管1的盲端向开口端方向呈非等差递减，五支铠装热电偶2的测温端长度依次为3214m、2719m、2169m、1619mm、1069mm。所述金属保护套管1的外周直径为12mm、厚度为2mm、长度为3267mm。所述金属保护套管1采用型号为GH3039镍基高温合金。金属保护套管1一端通过焊接封堵形成盲孔，焊缝漏率为0.53×10^-7pa·L/s。所述金属保护套管1外侧靠近开口端设有固定环6，所述固定环6的外周直径为16mm，长度为3mm，距离开口端的距离为30mm。所述金属保护套管1的开口端通过螺纹固定连接一型号为6061的铝合金的连接件3。用镍铬丝在五支铠装热电偶2的冷端将五支铠装热电偶2绑定在一起。五支铠装热电偶2通过卡套5过盈配合固定在连接件3中。各铠装热电偶2的补偿导线7穿过连接件3外伸分别固定连接接插件4。所述补偿导线7采用N分度补偿线缆，并与热电偶进行焊接。接插件4采用N分度，与选用的N型热电偶对应。用万用表测量五支热电偶的电阻值分别为（42Ω、34Ω、28Ω、24Ω、18Ω），最后使用热风枪吹热风（温度为100~500℃）的方式快速检测热电偶的电势值，电势值为2.71~16.80mV。

实施例3，如图1和图3所示，集成式测温装置包括铠装热电偶2，所述铠装热电偶2采用K型热电偶，丝径选用1.5mm，将四支铠装热电偶2的测温端插入一金属保护套管1轴向延伸的盲孔内，各铠装热电偶2测温端的长度不同，使测温端的端点位于金属保护套管1轴向的不同位置，四支铠装热电偶2的测温端长度由金属保护套管1的盲端向开口端方向呈非等差递减，四支铠装热电偶2的测温端长度依次为3214m、2719m、2169m、1619mm。所述金属保护套管1的外周直径为12mm、厚度为2mm、长度为3267mm。所述金属保护套管1采用型号为GH3039镍基高温合金。金属保护套管一端通过焊接封堵形成盲孔，焊缝漏率为0.58×10^- ⁷pa·L/s。所述金属保护套管1外侧靠近开口端设有固定环6，所述固定环6的外周直径为16mm，长度为3mm，距离开口端的距离为30mm。所述金属保护套管1的开口端通过螺纹固定连接一型号为6061的铝合金的连接件3。用镍铬丝在四支铠装热电偶2的冷端将四支铠装热电偶2绑定在一起。四支铠装热电偶2通过卡套5过盈配合固定在连接件3中。各铠装热电偶2的补偿导线7穿过连接件3外伸分别固定连接接插件4。所述补偿导线7采用K分度补偿线缆，并与热电偶进行焊接。接插件4采用K分度，与选用的K型热电偶对应。用万用表测量四支热电偶的电阻值分别为（40Ω、33Ω、26Ω、19Ω），最后使用热风枪吹热风（温度为100~500℃）的方式快速检测热电偶的电势值，电势值为4.00~20.72mV。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，本领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神的前提下，对本实用新型进行的改动均落入本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种集成式测温装置，包括铠装热电偶（2），其特征在于：所述铠装热电偶（2）为廉金属热电偶，将多支铠装热电偶（2）的测温端插入一金属保护套管（1）轴向延伸的盲孔内，各铠装热电偶（2）测温端的长度不同，所述多支铠装热电偶（2）的测温端长度由金属保护套管（1）的盲端向开口端方向呈非等差递减，使测温端的端点位于金属保护套管（1）轴向的不同位置，所述金属保护套管（1）的开口端固定连接一连接件（3），各铠装热电偶（2）的补偿导线（7）穿过连接件（3）外伸分别固定连接接插件（4），所述多支铠装热电偶（2）通过卡套（5）固定在连接件（3）中。

2.根据权利要求1所述集成式测温装置，其特征在于：所述廉金属热电偶采用K型热电偶，所述K型热电偶的正极的名义化学成分为镍铬合金，负极的名义化学成分为镍硅合金。

3.根据权利要求1所述集成式测温装置，其特征在于：所述廉金属热电偶采用N型热电偶，所述N型热电偶的正极的名义化学成分为镍铬硅合金，负极的名义化学成分为镍硅镁合金。

4.根据权利要求1所述集成式测温装置，其特征在于：所述金属保护套管（1）外侧靠近开口端设有固定环（6）。

5.根据权利要求1所述集成式测温装置，其特征在于：所述金属保护套管（1）采用镍基高温合金。