一种多点热电偶传感器及其安装方法技术

一种多点热电偶传感器，是由热电偶１、传感器体２所构成，其特征在于： ａ）传感器体２是一个圆柱形的杆件，其一端为插入端，另一端则为拆卸端，在杆件上平行其轴线加工有一个锁紧销槽５和一个或多个其长度不等的热电偶槽４，在拆卸端的外周加工有螺纹３或在端头的轴线上并顺其方向加工有螺纹孔眼１１； ｂ）在长度不等的热电偶槽４中，安装有其直径与热电偶槽的宽度相匹配，长度相对应的热电偶１，并通过局部铆接或粘结固定在槽内，而构成多点热电偶传感器１０； ｃ）热电偶１在热电偶槽４的位置，应是其圆周正好与传感器体２的圆周在热电偶被固定处相切。而放在锁紧销槽５里面的锁紧销６所处的位置应使其圆周与传感器体２的圆周相交割，其交割线长度应保证插入锁紧销时形成轻型的静配合，其过盈量为传感器体直径的０．０００４～０．００４倍，当被测温物体材质比较软时过盈量可选上限； ｄ）制作传感器体２的材料，应采用与被测温物体相同或导热性质相近的材料。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一种多点测温技术的装置，属于温度测量领域。
技术介绍
温度是最重要的过程参数之一。据不完全统计，它平均大约占热工参数测量点的60％左右。温度检测精度对过程控制的质量有重要的影响。计算机技术促使研究和生产过程监控与自动化技术迅速发展，从而提高了对过程参量检测和检测精度的要求。最广泛使用的温度检测元件是热电偶和热电阻，这已是很成熟的技术。然而，过程检测常常要求监视固体内部多个位置的温度，即在某种特定的结构特点和应用条件下连续测温，往往还存在测温元件安装空间的限制。通常采用自行设计方案。测温元件的定位、固定，检测点位置的精确测量，是相当复杂的技术难题，没有规范可循，处置不当，不能保证检测精度。在已有技术中，有厂家可以提供商品多点热电偶组合，根据用户提出的各测点位置，保护管的尺寸要求和应用信息定造。其原理是将多个热电偶包捆在金属护套内，铠装在一起。由于在一支传感器内安装有位于不同位置的热电偶，它在被检测的物体内固定、定位后，这种传感器能够精确测量沿着传感器长度不同位置的温度，它可以解决空间限制问题，但是，仍存在如下问题1)在精确检测时，需要确定各个检测点在传感器内的精确位置，铠装好的热电偶组合，用户难以对测点位置进行精确测量；2)热电偶包捆在金属护套内，铠装在一起的这种传感器材料和被检测物体不同，影响被检测物体的传热特性；3)不能自行设计，需要由厂家代设计并专门定货，时间长，成本高；4)不能提供在被检测物体内的固定、定位技术。
技术实现思路
本专利技术的目的和任务是要克服现有技术存在有1)很难确定检测点的精确位置；2)不能保证传感器与被测物体是同一材料；3)定位、固定较困难的不足，并提供一种能精确测量沿传感器长度不同位置的温度，精确定位和固定，价格便宜的多点热电偶传感器，特提出本专利技术的技术解决方案。本专利技术的基本构思是将多个热电偶安装在一个紧凑的传感器体内，采用传感器体上的热电偶槽和热电偶，通过铆接、粘结，以及锁紧销槽和锁紧销的固定和定位，达到热电偶前端点与被测物体测温孔的孔壁紧密接触，确保检测点的准确定位与精确测量。本专利技术所提出的一种多点热电偶传感器10，是由热电偶1、传感器体2所构成，其特征在于传感器体2是一个圆柱形杆件，其一端为插入端，另一端则为拆卸端，在杆件上平行其轴线加工有一个锁紧销槽5和一个或多个其长度不等的热电偶槽4，在拆卸端的外周加工有螺纹3或在端头的轴线方向加工有螺纹孔眼11；在长度不等的热电偶槽4中，安装有其直径与热电偶槽的宽度相匹配，长度相对应的热电偶1，并通过局部铆接或粘结固定在槽内，而构成多点热电偶传感器10；制作传感器体2的材料，应采用与被测温物体相同或导热性质相近的材料；热电偶1在热电偶槽4的位置，应是其圆周正好与传感器体2的圆周在热电偶被固定处相切，而放在锁紧销槽5里面的锁紧销6所处的位置，应使其圆周与传感器体2的圆周相交割，其交割线长度应保证插入锁紧销时形成轻型的静配合，其过盈量为传感器体的直径0.0004～0.004倍，当被测温物体材质比较软时过盈量可选上限。本专利技术的进一步特征在于多点热电偶传感器的安装是，首先应在被测物体的欲测温的部位，加工有其直径和深度与传感器体2的直径和插入端的长度相匹配的测温孔8，当热电偶传感器的插入端插进测温孔8后，再将锁紧销6压入锁紧销槽5中压紧固定，并通过挤压同时固定热电偶的位置，以保证热电偶紧靠被测物体测温孔8的孔壁，热电偶1前端部和被测物体的接触点，即为检测点，传感器体的拆卸端则留在被测物体的外部，以备通过螺纹连接拆卸工具；当拆卸端长度不为零时，在其外周应加工螺纹3；当拆卸端长度为零时，在传感器端头沿轴线方向上应加工螺纹孔眼11。热电偶槽4和锁紧销槽5的底边均应与传感器体2的半径相垂直。采用本专利技术技术，可根据需要自行设计在传感器体上所设的热电偶的数量及其分布位置，选用商品热电偶1的类型、规格和传感器体2的尺寸，以适应被测定的温度范围、安装空间、热电偶传感器安装和拆卸、成本等的不同要求。本专利技术技术传感器与被测物体上的测温孔使用动配合，传感器和测温孔装配时选配，使用一支锁紧销采用压入方法方便地固定传感器体，达到在被检测物体内固定、准确定位多支热电偶的目的。锁紧销与传感器体长度相当，即锁紧销末端和拆卸端同时留在被测物体的外部，以备通过拆卸工具卸下锁紧销，就可以抽出传感器。传感器安装好后，将热电偶和补偿导线连接，将信号送入计算机检测系统或检测仪表，记录和显示温度数据。本专利技术的主要优点是1)由于热电偶1的直径，传感器体2的长度和在传感器体上所设的热电偶的数量及其分布位置可以根据需要方便地预先得知，因此，热电偶传感器内的热电偶1端点的任何位置均可以被精确测量；2)由于传感器体与被测温物体采用相同材料或导热性质相近的材料，因此，可以最低限度地减少传感器对被测物体内部连续性和传热的影响，以保证温度测量精度；3)由于热电偶传感器体2的直径很小，并且其拆卸端的长度可以减小为零，因此，可以用于工作空间有严格限制的物体的温度测量；4)由于传感器被锁紧销紧固，所以在测量过程中，检测点不会有松动和位置的变化，并保证检测点与孔壁的紧密接触，提高精度；5)由于传感器与被测物体上的测温孔使用动配合，锁紧销与测温孔选用轻型的静配合，其过盈量很小，因此，装卸及维修方便；6)由于只需要购买标准的商品热电偶，测点位置可以在测试过程根据需要进行修改，和专门定做不同规格的商品多点热电偶组合方案对比，多次专门定做不但要高的成本，测试时间将要拖得很长，因此，在实施的测试属于研究开发性工作时，本专利技术优点更突出。附图说明本专利技术设计有16个附图。图1是本专利技术提出的一种多点热电偶传感器体的正视结构示意图，图2是图1的右视结构示意图，图3是图1的A-A断面结构示意图，图4是图1的B-B断面结构示意图，图5是图1装入热电偶和锁紧销后的正视结构示意图，图6是图5的C-C断面结构示意图，图7是图5的D-D断面结构示意图，图8是本专利技术所提出的当两个热电偶在一个槽内并列安装，其两个热电偶前端点接近为共线时的传感器体正视结构示意图，图9是图8的E-E断面结构示意图，图10是本专利技术所设计的传感器体的拆卸端长度为零时的正视结构示意图，图11是在由铜管制作的结晶器上安装有多个两点热电偶传感器的正视剖面结构示意图，图12是图11的A处局部放大结构示意图，图13是图12的F-F断面结构示意图，图14是可测出3个点的热电偶传感器的正视结构示意图，图15是图14的G-G断面结构示意图，图16是安装有多点热电偶传感器的结晶器铜板正视剖面结构示意图。下面结合附图对本专利技术的细节作进一步的说明。图1是本专利技术提出的一种多点热电偶传感器体的正视结构示意图。图中显示，传感器体2是一个细长的柱形杆状物。它的结构分为两个部分一端部是插入端，其另一端部是拆卸端；在插入端平行其轴线加工有一个锁紧销槽，和两个相互平行，其长短不等的热电偶槽4；在拆卸端的外周加工有螺纹3，用以连接拆卸工具。图中的符号A-A和B-B为断面符号。图中虚线表示锁紧销槽位置。图2是图1的右视结构示意图。图中显示，热电偶槽4开到拆卸端末端，以方便热电偶布线，两个热电偶槽相间角度为α。锁紧销槽5也开到拆卸端末端，装配时，锁紧销末端将留在被测物体外部的拆卸端的锁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方大成，姚曼，王金城，魏勇，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：