一种表面温度测量装置及其安装方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种表面高温测量装置及其安装方法，包括固定在热电偶上的定位块、套设在热电偶外侧的保护套管、套设在保护套管外侧的螺纹套管、自锁定位套管以及卡箍、放置在保护套管内部的弹簧。本发明专利技术能够有效地防止水平放置的热电偶在高温下因重力以及振动作用发生弯曲变形，确保测点的准确定位；同时安装、拆卸工艺简单；可以根据不同测试环境改变各部件相对位置，使该测量装置适用于不同安装深度、振动强度的高温测量环境。

Surface temperature measuring device and mounting method thereof

The invention discloses a surface temperature measuring device and installation method thereof, including the thermocouple is fixed on the positioning block, a spring located in the thermocouple protective sleeve, outer sleeve screw sleeve, a protective sleeve outside of the casing and the self-locking and positioning clamp, placed in a protective sleeve inside. The invention can effectively prevent the horizontal thermocouple under high temperature deformation due to gravity and vibration, to ensure accurate positioning of the measuring point; at the same time, installation and disassembly process is simple; according to different testing environment change the relative position of each component, the measuring device is suitable for measuring high temperature environment, vibration intensity of different installation depth.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及表面高温测量
，特别涉及一种热电偶温度测量装置及其安装方法。
技术介绍
在高温测量领域，热电偶因其精度高、测温范围广、操作简单等优点成为目前广泛使用的测温装置。由于工业应用水平以及科研实验要求不断提高，热电偶的应用环境越来越恶劣，对热电偶测温要求越来越高。以燃机燃烧室壁温测量为例，热电偶工作在高温、高压、强振动环境中同时被测燃烧室多为薄壁结构，因此对热电偶的安装方法提出了极高的要求。合理的热电偶安装方法必须保证温热电偶与被测物体表面在测温过程中良好的接触，进行充分的热交换。传统的贴片式热电偶安装方法依赖贴片的寿命，一旦温度过高或使用时间过长，将会导致贴片失效，热电偶测量结果将会出现极大误差。在测温装置设计过程中需要考虑如何缓解热应力以及如何抵抗振动，测温装置应具备适应热膨胀的能力同时应具备高温下承受振动与迁移的能力。现有技术中，压簧式热电偶通过弹簧施加给热电偶的拉力将热电偶压紧在被测物体表面，但是弹簧无法抵消振动施加给热电偶的轴向力，在振动剧烈的工况下热电偶易疲劳断裂。专利CN104089715A公开了一种热电偶绝缘定位器及其安装方法及壁温测量装置。为保证振动装置表面壁温测点处热电偶的精确定位，在装置后端加装推压弹簧，通过推压弹簧作用于固定在热电偶上的自紧螺栓，从而将热电偶探头压紧在测点位置。但是由于弹簧轴向预紧力作用点位置靠后，当热电偶水平放置且长期处于高温和振动环境中，在重力与振<br>动的作用下，热电偶易弯曲变形。现有技术中，测温装置中热电偶定位部件均位于装置后端，这种设计会使抵紧在被测壁面上的热电偶探头与定位装置之间的距离较大，高温下水平放置的热电偶在重力以及振动共同作用下易发生弯曲变形，从而影响测点精确性同时降低热电偶使用寿命。现有技术中，测温装置不具有通用性，需要根据测试环境中安装孔深度以及振动强度分别设计、制造相应的测温装置，成本较高。
技术实现思路
针对热电偶上述缺陷，本专利技术的核心目的在于，提供一种表面温度测量装置，以解决目前壁温测试时，由于重力以及振动作用使得高温下水平放置的热电偶弯曲变形的问题；由于振动导致测温装置与被测物体表面接触不良的问题；同时简化了测温装置的安装、拆卸工艺，提高测温装置的通用性，提高测温装置的使用寿命。为了解决上述技术问题，本专利技术所提供的一种用于测量表面温度的热电偶测温装置，包括热电偶、保护套管、螺纹套管，自锁定位套管、卡箍、热电偶定位块、弹簧；所述保护套管内部开设有供热电偶穿过的通孔以及空腔，所述保护套管一端在轴向开设两凹槽；所述热电偶定位块与热电偶固定连接；所述弹簧放置在安装平面上，弹簧处于原长时，热电偶头部伸出保护套管；所述卡箍、螺纹套管、以及自锁定位套管套设在保护套管外，螺纹套管位于自锁定位套管以及卡箍之间，所述螺纹套管内部存在凸台且螺纹套管在保护套管上位置可调。作为本专利技术的进一步改进，所述保护套管后端外表面开设凹槽为矩形槽，矩形槽长度方向平行于保护套管轴向。进一步，所述热电偶定位块与保护套管空腔间隙配合，保证热电偶在保护套管空腔内能够自由移动。进一步，所述热电偶与热电偶定位块采用焊接连接。进一步，所述弹簧为耐高温弹簧，以保证弹簧在高温条件下的机械性能。进一步，所述螺纹套管内部存在凸台，凸台与保护套管凹槽间隙配合，保证螺纹套管在保护套管上的周向定位。进一步，所述自锁定位套管在远离螺纹套管方向自锁，自锁定位套管与卡箍共同作用保证螺纹套管在保护套管上的轴向定位。表面温度测量装置的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：1、选取合适尺寸弹簧以及定位块，将弹簧放置在保护套管安装平面上。将热电偶从保护套管通孔所在侧穿入，从空腔所在侧穿出。在热电偶特定位置焊接定位块，使得当弹簧处于原长时，热电偶头部伸出保护套管端面；优选地，热电偶头部伸出保护套管3～4mm；2、测量被测物体表面距安装孔距离，确定螺纹套管在保护套管上位置，使得当螺纹套管全部拧入安装孔时，保护套管端面距离被测表面较近但不接触被测表面，保护导管端面与被测物体之间的距离小于弹簧伸出保护套管端面距离；优选地，保护套管端面与被测表面的距离为1～2mm；3、依次将卡箍、螺纹套管以及自锁定位套管套设在步骤2确定的保护套管相应位置，拧紧卡箍，此时螺纹套管在卡箍与自锁定位套管的共同作用下固定在保护套管外表面。旋紧螺纹套管使其全部没入安装孔中，此时热电偶探头将在弹簧作用下抵紧被测表面。与现有技术相比，本专利技术中保护导管中定位块可以与热电偶一起伸入安装孔内，定位块距离被测物体表面较近，通过定位块以及保护套管通孔的径向定位作用，保证热电偶在高温与振动条件下不发生弯曲变形，保证测温过程中测温点的准确性；与现有技术相比，本专利技术通过弹簧能够自动调节热电偶测温端的位置，保证其与被测物体表面充分接触，同时弹簧的存在可以有效地缓解振动造成的应力集中；与现有技术相比，本专利技术采用轴向位置可调的螺纹套管，能够适用不同深度安装孔，同时通过调整螺纹套管以及热电偶定位块焊接位置可以调整弹簧预紧力，使得热电偶能够适用于不同振动环境；与现有技术相比，本专利技术所有零部件均可拆卸，简化了安装及拆卸工艺同时提高了热电偶的通用性以及可维护性，降低了设计、加工成本。附图说明图1是本专利技术测温装置的结构示意图；附图中标记及相应零部件以及表面名称：包括1-热电偶；2-保护套管；21-保护套管通孔；22-保护套管空腔；23-保护套管安装平面；24-保护套管凹槽；25-保护套管端面；3-螺纹套管；31-螺纹套管肋板；4-卡箍；5-自锁定位套管；6-热电偶定位块；7-弹簧；图2是本专利技术应用于燃机燃烧室的结构示意图；图3是本专利技术保护套管俯视图；图4是本专利技术自锁定位套管的结构示意图。具体实施方式本专利技术的核心在于，提供一种新型热电偶测温装置，消除高温下热电偶水平放置时由于重力作用变形的问题，保证热电偶在装置表面测点处的精确定位，同时缓解热电偶轴向应力，从而保证热电偶能够长时间稳定工作；此外，简化热电偶温度传感器的安装、拆卸工艺，提高测温装置的通用性。现结合说明书附图，来详细说明本专利技术所提供的表面温度测量装置的具体结构及其操作过程。请参见图1和图2，其中，图1示出了本专利技术所提供的表面高温测量装置具体实施方式的结构示意图，图2示出了图1所示表面高温测量装置与重型燃机装配体的局部结构示意图。表面测温装置的装配工艺过程为：如图1所示，选取合适尺寸弹簧7以及定位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面温度测量装置，其特征在于，包括热电偶(1)、保护套管(2)、螺纹套管(3)、卡箍(4)、自锁定位套管(5)、热电偶定位块(6)、弹簧(7)；所述保护套管(2)内部开设有供热电偶(1)穿过的通孔(21)以及空腔(22)，所述保护套管(2)一端在外侧轴向开设两凹槽(24)；所述热电偶定位块(6)与热电偶(1)固定连接；所述弹簧(7)放置在保护套管内安装平面(23)上，弹簧(7)处于原长时，热电偶(1)头部伸出保护套管(2)；所述螺纹套管(3)、自锁定位套管(5)以及卡箍(4)套设在保护套管(2)外，螺纹套管位于自锁定位套管(5)以及卡箍(4)之间且所述螺纹套管(3)内部存在与保护套管(2)凹槽(24)配合的凸台(31)。

【技术特征摘要】
1.一种表面温度测量装置，其特征在于，包括热电偶(1)、保护套管(2)、螺纹套管
(3)、卡箍(4)、自锁定位套管(5)、热电偶定位块(6)、弹簧(7)；
所述保护套管(2)内部开设有供热电偶(1)穿过的通孔(21)以及空腔(22)，所述
保护套管(2)一端在外侧轴向开设两凹槽(24)；
所述热电偶定位块(6)与热电偶(1)固定连接；
所述弹簧(7)放置在保护套管内安装平面(23)上，弹簧(7)处于原长时，热电偶
(1)头部伸出保护套管(2)；
所述螺纹套管(3)、自锁定位套管(5)以及卡箍(4)套设在保护套管(2)外，螺纹
套管位于自锁定位套管(5)以及卡箍(4)之间且所述螺纹套管(3)内部存在与保护套管
(2)凹槽(24)配合的凸台(31)。
2.如权利要求1所述的表面温度测量装置，其特征在于，所述保护套管(2)后端外
表面开设凹槽(24)为矩形槽，矩形槽长度方向平行于保护套管(2)轴向。
3.如权利要求1所述的表面温度测量装置，其特征在于，所述热电偶定位块(6)与
保护套管空腔(9)内表面间隙配合。
4.如权利要求1所述的表面温度测温装置，其特征在于，所述热电偶(1)与热电偶
定位块(6)采用焊接连接。
5.如权利要求1所述的表面温度测量装置，其特征在于，所述弹簧为耐高温弹簧。
6.如权利要求1所述的表面温度测量装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：施磊，马宏伟，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11