一种热电偶制造技术

本实用新型专利技术公开了一种热电偶，包括设置在保护套管中的热电极，热电极的四周设置有绝缘子，热电极由正极导体、负极导体和至少一个感温导体组成；正极导体与负极导体串接，串接连接点为主感温偶节点；感温导体连接在正极导体或负极导体上，其连接点为副感温偶节点，感温导体通过补偿导线电连接接线座。它实现温度梯度内多点温度测量、测量精度高、维护成本低。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种热电偶，包括设置在保护套管中的热电极，热电极的四周设置有绝缘子，热电极由正极导体、负极导体和至少一个感温导体组成；正极导体与负极导体串接，串接连接点为主感温偶节点；感温导体连接在正极导体或负极导体上，其连接点为副感温偶节点，感温导体通过补偿导线电连接接线座。它实现温度梯度内多点温度测量、测量精度高、维护成本低。【专利说明】一种热电偶
本技术涉及工业温度测量
，具体涉及一种热电偶。
技术介绍
冶炼冶金工艺、石油化工工艺、热处理工艺均需要将工艺设备按一定模式进行加温，然后采用一定的方案恒温保持一段时间，让设备内的物质或者材料充分吸热，从而实现物质或者材料结构和性能的转变，因此，温度控制技术非常重要，同样温度控制的依据温度测量技术也非常关键。 目前，以上工艺的温度测量，是在冶炼炉，反应发生器，或者热处理炉的四壁设置加热装置来给设备内的材料供热，在设备中心位置设置温度测量装置来测量温度。四壁加热装置供热，势必造成设备内存在纵向温度梯度和横向温度梯度，即使是设备处于恒温阶段，温度梯度依然存在，因此，在设备中心位置设置温度测量装置并不能真正反应设备内的温度，需要在设备内纵向或者横向方向上进行多点温度测量，将横向或者纵向的温度梯度控制在合理的范围，防止设备内出现局部地方温度过高，或者局部地方温度过低，造成设备内的物理化学变化的不充分，或者过度。 具体来说，设备内横向或者纵向的温度梯度范围不合理，在冶炼冶金工艺中会造成冶炼炉内，低温区矿石的金属析出率低；设备内横向或者纵向的温度梯度范围不合理，在石油化工工艺中，会造成反应发生器中低温区的反应物反应不充分，化合物的产出率低，高温区会有其他的化合物生成；设备内横向或者纵向的温度梯度范围不合理，在热处理工艺中，会造成较厚的材料，由于材料的内外温差大，材料内外应力大、容易造成材料裂纹，较薄、体积较大的材料，由于高温组织形成的速度不一样，容易造成材料变形。同时设备内横向或者纵向的温度梯度范围不合理，还会造成能耗的增加。 由于目前市场上需求的绝大多数冶金产品、石油化工产品、热处理产品为粗加工产品，对产品的品质要求不高，如果需要更好的产品可以通过二次工艺处理，达到高质量要求，因此，目前行业中主要采用在设备四壁设置加热装置来给设备内的材料供热，在设备中心位置设置温度测量装置来测量温度的技术方案，各专业厂家没有动力去研究设备内横向或者纵向的温度梯度控制技术。 工业温度控制技术的基础在于工业温度测量技术，目前工业温度测量
，通常采用热电阻和热电偶来测量温度。热电阻温度测量技术是采用测温电路，通过热电阻和温度的变化特性，测量电阻来推算温度，电阻的测量是通过测量回路中电流的大小来实现的，通常热电阻温度测量技术主要用于低温测量；热电偶温度测量技术是采用两种不同材料的导体或者半导体串接成一个闭合的回路，由于不同材料的导体电子密度不一样，串接后，电子会从电子密度高的材料迁移到电子密度低的材料，在两个导体上形成电势差，温度越高迁移的电子会越多，形成的电势差就越大，从而通过测量电势差就可推算温度，热电偶温度测量技术既可用于低温测量也可以用于高温测量。热电阻温度测量技术和热电偶温度测量技术原理不一样，技术方案也不同，因此两者之间的技术特征无法互相借用。 目前常用的热电偶均为感温偶节点热电偶，其包括设置在保护套管中的热电极，设置在热电极周围的绝缘子，与保护套管相连的接线盒，接线座，补偿导线，其中，热电极由不同材料制成的正极导体和负极导体串接构成，串接点为感温偶节点，也即温度测量点；正极导体和负极导体均和接线座电连接，上述电连接可以直接电连接或者通过补偿导线电连接，接线座通常设置在接线座盒中，当然也可以不设置在接线盒中。使用中，通过测量正极导体和负极导体之间的电势差，来推算出温度测量点的温度，其是通过将热电偶安装在测量点位置进行温度检测。 但需要测量多点温度时，安装多个单感温节点热电偶来实现温度的测量，而每个热电偶都有一个低温参比端，同时还需要更多的补偿导线来连接热电极和低温参比端，由于每个热电偶的加工、安装精度的不同和各低温参比端的不统一会造成测量温度的差异，影响测量的准确性；采用多个热电偶会极大提高测量成本，安装、调试工程量大，后期维护繁琐、维护成本高，影响到设备的温度控制作业。目前行业中还采用先将多个热电偶设置在一个固定杆上，再在其外面设置保护套的耙式热电偶来来实现多点温度的测量，不过由于耙式热电偶造价高、维护成本也相当高，因此其只用于测量航空器涡扇发动机的涡流温度，无法应用到冶炼冶金工艺、石油化工工艺、热处理工艺。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种能进行温度梯度内多点温度测量、测量精度高、维护成本低的热电偶。 本技术解决技术问题所采用的技术方案是: 一种热电偶，包括设置在保护套管中的热电极，热电极的四周设置有绝缘子，热电极由正极导体、负极导体和至少一个感温导体组成；正极导体与负极导体串接，串接连接点为主感温偶节点；感温导体连接在正极导体或负极导体上，其连接点为副感温偶节点，感温导体通过补偿导线电连接接线座。 进一步，热电偶的感温导体设置在正极导体上，感温导体材料的电子密度小于正极导体材料的电子密度。 进一步，热电偶的感温导体设置在负极导体上，感温导体材料的电子密度大于负极导体材料的电子密度。 进一步，热电偶的绝缘子为瓷珠，瓷珠上设置有通孔，正极导体、负极导体、补偿导线均穿过通孔。 进一步，热电偶的感温导体数量为2?5个，并依次排列在正极导体或负极导体上。 本技术的热电偶，适用于热处理、冶炼冶金、石油化工、半导体制造、航空航天等
进行温度测量，只要是现有热电偶能应用的
，本技术的热电偶均能应用，同时现有技术不能适用的温度梯度测量领域，本技术的热电偶适用。 与现有技术相比，本技术的有益效果是: 1、本技术的热电偶，其热电极采用正极导体串接负极导体，串接连接点为主感温偶节点，在正极导体或负极导体中的一个导体上设置至少一个感温导体，设置连接点为副感温偶节点从而形成至少两个温度测量点；正极导体、负极导体、感温导体、主感温偶节点、副感温偶节点均在同一线性平面内，其能实现纵向、横向或者其他线性方向温度梯度内的至少两个点的温度测量，测量精度高、动态响应好。因此，以检测到的纵向的温度差为依据来控制加热速度，从而针对不同导热系数和尺寸规格的材料采用不同的加热速度的加热方案，以检测到的横向的温度差为依据来控制恒温持续时间，从而针对不同导热系数和尺寸规格的材料采用不同的恒温持续时间的恒温方案。从整体上，本技术，由于能实现温度梯度内多点的温度测量，因此还可以通过测量到的温度差动态变化和升温时间测算出传热速度，建立加热模型，为精确控制温度和加热程序提供了可靠的保证。同样也可以通过测量到的温度动态布局和恒温时间测算出热量消耗速度，建立恒温模型，为精确控制温度和恒温程序提供了可靠的保证。通过以上两个模型的建立，可以节约热处理设备的供热能耗，防止材料过烧，节约时间提高处理效率，提高工艺质量，降低工艺成本。 2、本技术的热电偶，由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热电偶，包括设置在保护套管(2)中的热电极(1)，所述热电极(1)的四周设置有绝缘子(3)，其特征在于：所述热电极(1)由正极导体(101)、负极导体(102)和至少一个感温导体(103)组成；所述正极导体(101)与负极导体(102)串接，串接连接点为主感温偶节点(7)；所述感温导体(103)连接在正极导体(101)或负极导体(102)上，其连接点为副感温偶节点(8)，所述感温导体(103)通过补偿导线(6)电连接接线座(5)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋兴华，郑骊，杨梅，陈宇峰，胡晓明，刘刚利，
申请(专利权)人：成都工业学院，
类型：新型
国别省市：四川;51