一种高温型热式流量传感器及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高温型热式流量传感器及其制造方法。一种高温型热式流量传感器的发热传感部包括：具有多个通孔的用于导热的氧化铍陶瓷管；填充在所述氧化铍陶瓷管的每个通孔内的大孔发泡陶瓷体；分别封装在所述氧化铍陶瓷管的每个通孔内且与所述氧化铍陶瓷管以及所述大孔发泡陶瓷体形成一体的多根铂丝螺旋管；其中，所述大孔发泡陶瓷体的原料包括用于在所述陶瓷体中形成大的气孔的炭粉、碳酸氢钠和水。本发明专利技术高温型热式流量传感器适用于高温下和常温下使用，灵敏度高，准确性高，可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种高温型热式流量传感器及其制造方法
本专利技术涉及气体流量传感器领域，尤其涉及一种高温型热式流量传感器及其制造方法。
技术介绍
热式流量计主要应用于工业气体流量的测量与控制，由于其没有可动部件、不易磨损、可靠性强、寿命长、安装简单、因此近几年在国内广泛使用。目前，从德国、美国进口的热式流量传感器，其核心发热元件基本都是外绕式陶瓷铂电阻，外部包裹直径二点五到三点零的不锈钢保护管，发热元件与保护管内壁存在的缝隙采用金属粉末填充或整体拉伸结构；该热式流量传感器存在以下缺点：由于操作难度大，很难实现；实现时，由于存在金属粉末填充不实以及拉伸缝隙不严的问题，导致发热元件导热不畅，热效率低，无法应用在高温领域。在国内热式流量传感器行业中，国内产品在低温段(环境温度300℃以下)已经开始使用，而高温段没有产品胜任，其中专利技术专利申请号为200810012762.8公开了一种热式流量风速传感器，他是由内芯引线，饶组，保护管组成，发热元件采用整体烧结铂电阻担任，外层为金属保护管，在保护管与发热元件之间填充低熔点金属，以增强导热性和稳定性。由于低熔点金属与发热电阻之间的浸润性相差很大，具体操作难度巨大，该传感器在低温时就较难实现，在高温时根本无法实现。据宁波奥琪自动化仪表设备有限公司孙文忠申报的申请号为200620106678.9的技术专利《小惰性IE级铂电阻温度计》，采用了低温金属封装夹层结构，由于铠装铂电阻的外径较粗，一般在直径六毫米到直径八毫米之间，夹层在两毫米左右较易实现，能达到预期效果。但该产品由于外径过粗，热导性能极差，从而很难满足工业要求。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种高温型热式流量传感器，适用于在大于300℃的高温下和常温下使用，灵敏度高，测量的准确性高，长期工作的可靠性高。本专利技术的另一目的是提供一种高温型热式流量传感器的制造方法。根据本专利技术第一方面，提供了一种高温型热式流量传感器，包括：发热传感部和测温传感部，所述发热传感部包括：具有多个通孔的用于导热的氧化铍陶瓷管；填充在所述氧化铍陶瓷管的每个通孔内的大孔发泡陶瓷体；分别封装在所述氧化铍陶瓷管的每个通孔内且与所述氧化铍陶瓷管以及所述大孔发泡陶瓷体形成一体的多根铂丝螺旋管；其中，所述大孔发泡陶瓷体的原料包括用于在所述陶瓷体中形成大的气孔的炭粉、碳酸氢钠和水。优选的，所述大孔发泡陶瓷体的原料还包括：玻璃陶瓷粉、甲基纤维素；其中，所述大孔发泡陶瓷体各原料的重量配比为：玻璃陶瓷粉为70-80；甲基纤维素为4-6；炭粉为8-12；碳酸氢钠为4-6；水为4-6。优选的，所述玻璃陶瓷粉包括：二氧化硅42-48，氢氧化铝4-6，碳酸钙3-7，碳酸镁4-6，硫酸钙4-6，硫酸镁4-6，硫酸钡4-6。优选的，所述发热传感部还包括：具有两个通孔的绝缘陶瓷管；分别穿设在所述绝缘陶瓷管的两个通孔内的两根引线；套装在所述氧化铍陶瓷管与绝缘陶瓷管外的外保护套；其中，所述氧化铍陶瓷管和所述绝缘陶瓷管之间设有将所述铂丝螺旋管和所述引线连接在一起的连接端口；其中，所述氧化铍陶瓷管的每个通孔内的铂丝螺旋管采用无感绕法绕制而成，且所有铂丝螺旋管先并联后串联连接后与经由所述连接端口与所述引线串联连接。优选的，所述氧化铍陶瓷管与所述外保护套之间设置隔热环，用于防止热量沿着所述外保护套传导而造成热量损失。优选的，所述隔热环套设在所述氧化铍陶瓷管设置所述连接端口的一个端部。优选的，所述外保护套为两端开口的金属半套管，所述金属半套管套装在所述隔热环与绝缘陶瓷管外；或者，所述外保护套为一端封闭、另一端开口的金属套管，所述金属套管用于套装所述氧化铍陶瓷管的部位为多孔结构；或者，所述外保护套为一端封闭、另一端开口的金属套管，所述金属套管与所述氧化铍陶瓷管之间设置高温固体导热填充料。或者，优选的，所述外保护套为一端封闭、另一端开口的陶瓷套管，所述陶瓷套管与所述氧化铍陶瓷管之间设置高温固体导热填充料。根据本专利技术第二方面，提供了一种高温型热式流量传感器的制造方法，所述高温型热式流量传感器包括发热传感部和测温传感部，制造所述发热传感部包括：制作具有多个通孔的用于导热的氧化铍陶瓷管；在所述氧化铍陶瓷管的每个通孔内分别装入多根铂丝螺旋管；在装有多根铂丝螺旋管的所述氧化铍陶瓷管的每个通孔内填充大孔发泡陶瓷体并封装，以便于所述氧化铍陶瓷管、大孔发泡陶瓷体以及多根铂丝螺旋管形成一体；其中，所述大孔发泡陶瓷体的原料包括用于在所述陶瓷体中形成大的气孔的炭粉、碳酸氢钠和水。优选的，所述大孔发泡陶瓷体的原料还包括：玻璃陶瓷粉、甲基纤维素；其中，所述大孔发泡陶瓷体各原料的重量配比为：玻璃陶瓷粉为70-80；甲基纤维素为4-6；炭粉为8-12；碳酸氢钠为4-6；水为4-6。本专利技术的有益效果体现在以下方面：1、本专利技术运用耐高温材料铂丝和氧化铍陶瓷组成发热传感部的发热部分，实现了能在大于300℃高温下使用的功能，并结合铂丝优良的发热性能和氧化铍陶瓷优异的导热性能，提高产品的发热效率，提高产品的灵敏度和产品测量的准确性；金属保护管，既避免了外力直接冲击发热元件，增强了本专利技术的抗冲击能力，延长使用寿命，又由于金属的散热性能较好，提高了本专利技术的散热性能；2、本专利技术在氧化铍陶瓷和铂丝螺旋管之间填充大孔发泡陶瓷体，一方面由于其不具有腐蚀性，能减少对铂丝螺旋管的侵蚀，保证铂丝的电阻率不变，提高测量精度；另一方面由于大孔发泡陶瓷体在制作过程中的体积保持不变，能稳定固定铂丝螺旋管，在受到外界冲击时可以保证铂丝螺旋管不变形，保证铂丝正常工作，提高产品的可靠性；另一方面由于大孔发泡陶瓷体具有大的气孔，热容量低，能将铂丝螺旋管的热量更多更快的通过大孔发泡陶瓷体散发出去，使得发热传感部能获得更高的导热性能，从而提高了传感器长期工作的可靠性和稳定性；3、本专利技术结构中不含有机材料成分，从而保持了传感器长期工作的可靠性；4、本专利技术的四根铂丝螺旋管采用先并联后串联的接法，铂丝承受的电流小，受热均匀，稳定性强，且每根铂丝螺旋管采用无感绕法，抗干扰能力强；5、本专利技术的隔热环技术可以使氧化铍陶瓷管向外保护套的导热只停留在外保护套的端部，而向外保护套的其余部分的导热受阻，减少了热量损失，从而提高了产品的灵敏度及测量准确性。附图说明图1是本专利技术高温型热式流量传感器的发热传感部实施例一的结构示意图；图2a是本专利技术高温型热式流量传感器的发热传感部实施例二的结构示意图；图2b是图2a所示的剖视图；图3是本专利技术高温型热式流量传感器的发热传感部实施例三的结构示意图；图4是本专利技术高温型热式流量传感器的发热传感部实施例四的结构示意图。附图标记说明：1-铂丝螺旋管；2-氧化铍陶瓷管；21-陶瓷釉；3-隔热环；4-外保护套；5-引线；6-绝缘陶瓷管；7-高温无机胶；8-高温固体导热填充料；9-空气爽层。具体实施方式本专利技术提供了一种高温型热式流量传感器，不仅能在三百度以上的高温中使用，也能在常温下使用，发热效率高，灵敏度高，检测准确性高。下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。实施例一一种高温型热式流量传感器，包括：发热传感部和测温传感部。如图1所示，发热传感部包括：连接在一起的发热部分和引线部分以及套装在发热部分和引线部分外部的外保护套4。具体的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温型热式流量传感器，包括：发热传感部和测温传感部，其特征在于，所述发热传感部包括：具有多个通孔的用于导热的氧化铍陶瓷管；填充在所述氧化铍陶瓷管的每个通孔内的大孔发泡陶瓷体；分别封装在所述氧化铍陶瓷管的每个通孔内且与所述氧化铍陶瓷管以及所述大孔发泡陶瓷体形成一体的多根铂丝螺旋管；其中，所述大孔发泡陶瓷体的原料包括用于在所述陶瓷体中形成大的气孔的炭粉、碳酸氢钠和水。

【技术特征摘要】
1.一种高温型热式流量传感器，包括：发热传感部和测温传感部，其特征在于，所述发热传感部包括：具有多个通孔的用于导热的氧化铍陶瓷管；填充在所述氧化铍陶瓷管的每个通孔内的大孔发泡陶瓷体；分别封装在所述氧化铍陶瓷管的每个通孔内且与所述氧化铍陶瓷管以及所述大孔发泡陶瓷体形成一体的多根铂丝螺旋管；其中，所述大孔发泡陶瓷体的原料包括用于在所述陶瓷体中形成大的气孔的炭粉、碳酸氢钠和水。2.如权利要求1所述的高温型热式流量传感器，其特征在于，所述大孔发泡陶瓷体的原料还包括：玻璃陶瓷粉、甲基纤维素；其中，所述大孔发泡陶瓷体各原料的重量配比为：玻璃陶瓷粉为70-80；甲基纤维素为4-6；炭粉为8-12；碳酸氢钠为4-6；水为4-6。3.如权利要求2所述的高温型热式流量传感器，其特征在于，所述玻璃陶瓷粉包括：二氧化硅42-48，氢氧化铝4-6，碳酸钙3-7，碳酸镁4-6，硫酸钙4-6，硫酸镁4-6，硫酸钡4-6。4.如权利要求3所述的高温型热式流量传感器，其特征在于，所述发热传感部还包括：具有两个通孔的绝缘陶瓷管；分别穿设在所述绝缘陶瓷管的两个通孔内的两根引线；套装在所述氧化铍陶瓷管与绝缘陶瓷管外的外保护套；其中，所述氧化铍陶瓷管和所述绝缘陶瓷管之间设有将所述铂丝螺旋管和所述引线连接在一起的连接端口；其中，所述氧化铍陶瓷管的每个通孔内的铂丝螺旋管采用无感绕法绕制而成，且所有铂丝螺旋管先并联后串联连接后与经由所述连接端口与所述引线串联连接。5.如权利要求4所述的高温型热式流量传感器，其特征在于，所述氧化铍陶瓷管与所述外保护套之间设置隔热环，用于防止热量沿着所述外保...

【专利技术属性】
技术研发人员：周大鹏，
申请(专利权)人：周大鹏，
类型：发明
国别省市：辽宁,21