CN219977610U - 一种气体测温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体测温装置，包括气体腔室，所述气体腔室的一侧连通待测气体引出件、另一侧连通空气输入件；所述气体腔室的内部滑动连接有滑板，且滑板将气体腔室分割成待测气体腔室和空气腔室，其中两个腔室内均设有气体放散阀。本申请在待测气体引出件和空气输入件二者的作用下，实现了气体在腔室内动能向内能的转化，并且实现了自由膨胀，使得气体腔室内的待测气体腔室和空气腔室实现气体体积平衡，在体积不变的情况，气体温度与压强近似成线性关系，因此本专利设计的气体测温装置可以将待测气体温度线性转化为空气泵的功率，进而通过空气泵的功率大小，近似反映气体的温度高低，该装置设备结构简单实用，投入成本少，性能稳定，易于大规模推广。

Description

一种气体测温装置

技术领域

本实用新型涉及气体测量技术领域，具体涉及一种气体测温装置。

背景技术

当前针对工业领域测量物体温度的方法主要有热电偶、热电阻、红外测温仪等测温元件，利用这些测温元件对物体进行测温，但是每一种测温元件都在使用范围上存在不足。比如热电阻和热电偶可用于固体、气体、液体的测量，而热电阻的测温范围为-100～500℃，热电偶的测温范围为0～1300℃，但是针对超过1300℃以上的高温测量，热电阻和热电偶便不再适用；而红外测温仪测温范围广，主要适用于固体和液体的测温，而针对高温气体不再适用，因此目前尚无长期、稳定测量高温气体温度的设备。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：如何解决目前高温气体不易长期，稳定测量的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种气体测温装置，包括气体腔室，所述气体腔室的一侧连通待测气体引出件、另一侧连通空气输入件；所述气体腔室的内部滑动连接有滑板，且滑板将气体腔室分割成待测气体腔室和空气腔室，其中两个腔室内均设有气体放散阀。

本申请通过设置气体腔室、待测气体引出件和空气输入件，通过在待测气体引出件和空气输入件二者的作用下，实现了气体在腔室内动能向内能的转化，并且实现了自由膨胀，使得气体腔室内的待测气体腔室和空气腔室实现气体体积平衡，在体积不变的情况，气体温度与压强近似成线性关系，因此本专利设计的气体测温装置可以将待测气体温度线性转化为空气泵的功率，进而通过空气泵的功率大小，近似反映气体的温度高低，本申请适用于高温气体的持续稳定测量，且不会对设备造成损坏，同时结构简单实用，投入成本少，性能稳定，易于大规模推广。

作为本实用新型进一步的方案：所述待测气体引出件包括有与气体腔室连通的待测气体引出管，其中待测气体引出管上还设有阀门一。

作为本实用新型进一步的方案：所述待测气体引出管的端部还螺纹连接有管道堵头一。

作为本实用新型进一步的方案：所述空气输入件包括有与气体腔室连通的空气输入管，其中空气输入管上还设有阀门二和空气泵，阀门二靠近气体腔室设置。

作为本实用新型进一步的方案：所述空气输入管的端部还设有管道堵头二。

作为本实用新型进一步的方案：所述气体腔室的内侧设有滑块，其中滑板上设有与滑块相对应的滑槽，所述滑块在滑槽上实现滑动。

作为本实用新型进一步的方案：所述气体腔室上且位于待测气体腔室的外侧设有气体放散阀一，所述气体腔室上且位于待测气体腔室的外侧设有气体放散阀二。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

首先，本申请通过设置气体腔室、待测气体引出件和空气输入件，通过在待测气体引出件和空气输入件二者的作用下，实现了气体在腔室内动能向内能的转化，并且实现了自由膨胀，使得气体腔室内的待测气体腔室和空气腔室实现气体体积平衡，在体积不变的情况，气体温度与压强近似成线性关系，因此本专利设计的气体测温装置可以将待测气体温度线性转化为空气泵的功率，进而通过空气泵的功率大小，近似反映气体的温度高低，本申请适用于高温气体的持续稳定测量，且不会对设备造成损坏，同时结构简单实用，投入成本少，性能稳定，易于大规模推广；

其次，本申请利用空气泵的功率-气体温度线性关系，通过空气泵的功率大小，近似反映气体的温度高低，采用这样的方式可适用于工业蒸汽管道内的高温气体(比如1000℃-2000℃的高温气体)的长期和稳定的检测，解决了传统热电阻和热电偶无法达到的高温气体检测，本申请针对高温气体测温更加具有优势。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种气体测温装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例图1中的A-A向剖视图；

附图标记说明：1、气体腔室；2、滑板；3、待测气体引出管；4、空气输入管；5、阀门一；6、阀门二；7、气体放散阀一；8、气体放散阀二；9、空气泵；10、管道堵头一；11、滑块；12、管道堵头二。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

参照图1，一种气体测温装置，包括气体腔室1、滑板2、待测气体引出管3、空气输入管4和空气泵9，其中待测气体引出管3和空气输入管4分别连通在气体腔室1的两侧，待测气体引出管3连通到被测气体管道或者容器中，主要是指工业高温蒸汽管道(此处的高温可指代1000℃-2000℃的高温)，而空气输入管4可输入普通空气。

需要注意的是，待测气体引出管3和空气输入管4的管道内径小于气体腔室1的内部尺寸，则由于气体腔室尺寸远大于管道3内径，气体在腔室中动能基本全部转化为内能，空气泵9设在空气输入管4上，其中滑板2滑动连接在气体腔室1内。

参照图1和图2，气体腔室1呈框架状结构，可为正方体或者长方体状结构，其中气体腔室1的内部滑动连接有滑板2，气体腔室1的内侧设有滑块11，其中滑板2上设有与滑块11相对应的滑槽，滑块11在滑槽上实现滑动；

进一步的，滑板2将气体腔室1分割成待测气体腔室和空气腔室，而气体腔室1上且位于待测气体腔室的外侧设有气体放散阀一7，气体腔室1上且位于待测气体腔室的外侧设有气体放散阀二8，其中待测气体引出管3连通到待测气体腔室，而空气输入管4连通到空气腔室内，即通过在待测气体引出管3内空气的推动下，高温气体进入到待测气体腔内，并在待测气体腔室内膨胀，推动滑块2向右侧移动，稳定后关闭气体放散阀一7，需要注意的是，在此之前开启气体放散阀一7，是为了让待测气体腔室内原来存留的空气排出，只留下从待测气体引出管3进入的高温气体；

同理，空气由空气输入管4进入气体腔室1右侧的空气腔室膨胀(此处的左右根据以图1为基准)，同样在右侧腔室内动能转为内能，推动滑块2向左侧移动，稳定后关闭气体放散阀二8，需要注意的是，在此之前开启气体放散阀二8，是为了让空气腔室内原来存留的空气排出，只留下从空气输入管4进入的气体，当滑块2在气体腔室1中心稳定后，两侧腔体达到平衡状态，从而实现两侧腔体内气体体积实现平衡。

参照图1，测气体引出管3连通在气体腔室1的一侧，其中待测气体引出管3上还设有阀门一5，待测气体引出管3的端部还螺纹连接有管道堵头一10，管道堵头一10和阀门一5的设置用来防止在不使用的时候，外部气体或者杂质进入。

参照图1，空气输入管4连通在气体腔室1的另一侧，其中空气输入管4上还设有阀门二6和空气泵9，空气泵9用来将外部的空气通过空气输入管4导入到气体腔室1内空气腔室内，阀门二6靠近气体腔室1设置，空气输入管4的端部还设有管道堵头二12，管道堵头二12和阀门二6的设置用来防止在不使用的时候，外部气体或者杂质进入。

本申请具体的操作原理如下：

使用时，首先将待测气体引出管3插入到储存待测气体的容器或者工业蒸汽管道内，此处待测的气体主要是高温气体，温度范围值为1000℃-2000℃的气体，打开阀门一5和气体放散阀一7，高温高压气体经待测气体引出管3至气体腔室1内左侧的待测气体腔室内膨胀，推动滑块2向右侧移动，稳定后关闭气体放散阀一7；由于气体腔室1内侧尺寸远大于待测气体引出管3的内径，因此高温气体在腔室中动能基本全部转化为内能，根据理想气体公式：

pV＝nRT

式中：p为压强(Pa)，V为气体体积(m³)，T为温度(K)，n为气体的物质的量(mol)，R为摩尔气体常数(也叫普适气体恒量)(J/(mol·K)。由此可知，在V体积不变的情况下，气体压强p与温度T近似成正比。

随后打开空气泵9、阀门二6和气体放散阀二8，空气由空气输入管4进入气体腔室1右侧的空气腔室内膨胀，同样在右侧腔室内动能转为内能，推动滑块2向左侧移动，稳定后关闭气体放散阀二8，当滑块2在气体腔室1中心稳定后，此时两侧腔室的体积达到平衡状态。

由于气体内能与温度近似为线性关系，在体积不变的情况下，气体温度与压强近似成正比(线性关系)。因此滑块2的位移与气体温度近似具有线性关系。当空气侧气泵9推动滑块2到达中心位置后，两侧气体产生的压强处于平衡状态。因此空气泵9稳定工作时的功率与待测气体温度之间近似具有线性关系。多次测绘即可得到该装置的功率-气体温度线性关系图，然后得到功率-气体温度线性关系图后，再后续温度测量工作中，只需知道空气泵9的功率，便可通过功率-气体温度线性关系图反推得到气体温度。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种气体测温装置，其特征在于：包括气体腔室(1)，所述气体腔室(1)的一侧连通待测气体引出件、另一侧连通空气输入件；

所述气体腔室(1)的内部滑动连接有滑板(2)，且滑板(2)将气体腔室(1)分割成待测气体腔室和空气腔室，其中两个腔室内均设有气体放散阀。

2.根据权利要求1所述的一种气体测温装置，其特征在于：所述待测气体引出件包括有与气体腔室(1)连通的待测气体引出管(3)，其中待测气体引出管(3)上还设有阀门一(5)。

3.根据权利要求2所述的一种气体测温装置，其特征在于：所述待测气体引出管(3)的端部还螺纹连接有管道堵头一(10)。

4.根据权利要求1所述的一种气体测温装置，其特征在于：所述空气输入件包括有与气体腔室(1)连通的空气输入管(4)，其中空气输入管(4)上还设有阀门二(6)和空气泵(9)，阀门二(6)靠近气体腔室(1)设置。

5.根据权利要求4所述的一种气体测温装置，其特征在于：所述空气输入管(4)的端部还设有管道堵头二(12)。

6.根据权利要求1所述的一种气体测温装置，其特征在于：所述气体腔室(1)的内侧设有滑块(11)，其中滑板(2)上设有与滑块(11)相对应的滑槽，所述滑块(11)在滑槽上实现滑动。

7.根据权利要求1所述的一种气体测温装置，其特征在于：所述气体腔室(1)上且位于待测气体腔室的外侧设有气体放散阀一(7)，所述气体腔室(1)上且位于待测气体腔室的外侧设有气体放散阀二(8)。