耐高温快响应热电偶制造技术

本发明专利技术公开了耐高温快响应热电偶，包括敏感元件保护外壳、信号传输保护外壳、C型热电偶插座、热电偶敏感元件、C型热电偶偶丝和绝缘保护体，所述敏感元件保护外壳包括第一圆柱部、外螺纹圆柱部、第二圆柱部、贯穿圆孔，所述外壳上横向贯穿开设有内孔，所述C型热电偶敏感元件包括钨铼合金薄带和绝缘层氧化铝薄膜，所述C型热电偶敏感元件由两条钨铼合金薄带和两层绝缘层氧化铝薄膜组成，所述第一圆柱部、外螺纹圆柱部和第二圆柱部为一体结构，所述贯穿圆孔依次横向贯穿开设于第一圆柱部、外螺纹圆柱部和第二圆柱部，本发明专利技术具有耐高温、响应快，抗冲击能力强、制造工艺简单，成本较低、安装固定方便的优点。方便的优点。方便的优点。

【技术实现步骤摘要】
耐高温快响应热电偶


[0001]本专利技术涉及热电偶
，具体是耐高温快响应热电偶。

技术介绍

[0002]在燃烧实验环境中，有许多测试项目需要测量瞬态温度变化，如化学燃烧、火箭燃气体裁射流温度、航空发动机尾喷温度等，这些瞬态温度的共同特点是温度高、变化快、存在较强冲击，且多为不可重复一次性过程。因此，想要获得相对准确的温度参数，对测量传感器的温度响应时间和抗冲击性能都提出了很高的要求。目前国内常用于该上述测试环境下的热电偶多为铠装热电偶，其响应响应时间较慢，难以满足相关测试要求。
[0003]对于上述这种特殊的测试环境，急需开发一种耐高温、响应快、抗冲击能力强的快响应热电偶，满足相关行业温度测量需求，为此，提出一种耐高温快响应热电偶。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种耐高温快响应热电偶，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种耐高温快响应热电偶，包括敏感元件保护外壳、信号传输保护外壳、C型热电偶插座、热电偶敏感元件、C型热电偶偶丝和绝缘保护体，所述敏感元件保护外壳包括第一圆柱部、外螺纹圆柱部、第二圆柱部、贯穿圆孔，所述外壳上横向贯穿开设有内孔，所述C型热电偶敏感元件包括钨铼合金薄带和绝缘层氧化铝薄膜，所述C型热电偶敏感元件由两条钨铼合金薄带和两层绝缘层氧化铝薄膜组成。
[0006]作为本专利技术进一步的方案：所述第一圆柱部、外螺纹圆柱部和第二圆柱部为一体结构，所述贯穿圆孔依次横向贯穿开设于第一圆柱部、外螺纹圆柱部和第二圆柱部，所述第一圆柱部、外螺纹圆柱部、第二圆柱部和贯穿圆孔为同轴心设置，所述第二圆柱部的直径为16
‑
18mm、长度为5
‑
7mm，所述外螺纹圆柱部外侧设置有外螺纹，所述外螺纹圆柱部的直径为20
‑
22mm、长度为14
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16mm，所述第一圆柱部其表面对称设置有两个固定面，先将安装固定好的绝缘保护体和热电偶敏感元件通过贯穿圆孔装入敏感元件保护外壳中，然后将C型热电偶偶丝从圆形贯通孔后端引出，所述敏感元件保护外壳为316不锈钢材质。
[0007]作为本专利技术再进一步的方案：所述信号传输保护外壳2上的内孔直径为1
‑
3mm，所述信号传输保护外壳的材质为为高强度316不锈钢材质，所述信号传输保护外壳用于保护和引出C型热电偶偶丝，C型热电偶偶丝引出后，使用稀有气体将敏感元件保护外壳和信号传输保护外壳焊接在一起，并且确保在焊接过程中C型热电偶偶丝不被氧化。
[0008]作为本专利技术再进一步的方案：所述C型热电偶插座为国标C型热电偶插座，所述C型热电偶插座与C型热电偶偶丝的正负极焊接连接，用于引出热电偶电压信号。
[0009]作为本专利技术再进一步的方案：两条所述钨铼合金薄带的厚度90
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95μm、宽度为3
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3.5mm的W5%Re合金薄带与W26%Re合金薄带，两层所述绝缘层氧化铝薄膜分别为5
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10μm的氧
化铝薄膜，将99氧化铝陶瓷保护体沿中轴面分割成两个半圆柱型结构，分别在两个半圆形平面沿中心轴开宽3
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3.5mm，深0.1mm的长方形通槽，采用丝网印刷的方式分别在99氧化铝陶瓷保护体的长方形通槽中制备90
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95μm的W5%Re/W26%Re敏感元件层，经反复高温退火固化后，形成钨铼合金薄带（W5%Re/W26%Re），再采用热喷涂的方式，分别用氧化铝填满两个凹槽，绝缘保护体和敏感元件保护外壳高温键合，在其后端分别引出W5%Re/W26%Re同质偶丝。
[0010]作为本专利技术再进一步的方案：所述C型热电偶偶丝分别由W5%Re/W26%Re、直径为0.8
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1mm的两条热电偶偶丝构成，两条热电偶偶丝分别为W5%Re/W26%Re材料，C型热电偶偶丝与C型热电偶敏感元件采用低温银浆连接，用于传输感温片输出的温度信号。
[0011]作为本专利技术再进一步的方案：所述绝缘保护体采用99氧化铝陶瓷材料加工而成，为圆柱型结构，绝缘保护体的直径为5
‑
6mm、沿由轴面切分为两半圆柱型结构，沿中心轴开宽3
‑
3.5mm，深0.1mm的长方形通槽，加工完成之后，将分别在两个凹槽内制备W5%Re/W26%Re敏感元件层，连接同质引线，再涂绝缘层氧化物薄膜，通过高温键合的方式将做好的两部分合成一个整体。
[0012]作为本专利技术再进一步的方案：所述贯穿圆孔的直径与绝缘保护体的直径相等。
[0013]作为本专利技术再进一步的方案：所述C型热电偶偶敏感元件与绝缘保护体，通过高温键合形成一个整体。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术中的耐高温快响应热电偶的敏感元件采用丝网印刷制成超薄（低于90
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95μm）的金属带加工制成，其绝缘层使用热喷涂工艺加工，厚度仅为5
‑
10μm，热电偶敏感元件整体厚度低于200μm，热电偶敏感元件的体积和热惯性比普通偶丝减小一到两个数量级，可显著提升传感器的响应速度。
[0015]2、绝缘保护体使用99氧化铝陶瓷高压烧结而成，其硬度强，耐高温，机械强度高，其结构为圆柱型，密封安装进同样尺寸的不锈钢外壳通孔中后，可在较大压力（大于100MPa）测试条件下不产生位移或者漏气，满足强冲击条件下使用要求。
[0016]3、本耐高温快响应热电偶的敏感元件整体密封保护在绝缘保护体中，使用绝缘材料与不锈钢外壳形成一个整体，隔绝了空气，可确保热电偶敏感元件不被氧化失效，其前端面裸露在测试环境中，使用前打磨掉表面氧化层即可，可确保多次使用条件下保持较快响应速度。
[0017]4、本耐高温快响应热电偶的热电偶敏感元件整体密封保护在绝缘保护体中，使用绝缘材料与不锈钢外壳形成一个整体，隔绝了空气，可确保热电偶敏感元件不被氧化失效，其前端面裸露在测试环境中，使用前打磨掉表面氧化层即可，可确保多次使用条件下保持较快响应速度。
[0018]5、本耐高温快响应热电偶具有耐高温、响应快，抗冲击能力强、制造工艺简单，成本较低、安装固定方便的优点，在军工航天行业高温快速测试领域具有很好的应用前景。
附图说明
[0019]图1为耐高温快响应热电偶的结构示意图。
[0020]图2为耐高温快响应热电偶中敏感元件保护外壳的剖视图。
[0021]图3为耐高温快响应热电偶中信号传输保护外壳的剖视图。
[0022]图4为耐高温快响应热电偶中C型热电偶插座的结构示意图。
[0023]图5为耐高温快响应热电偶中热电偶敏感元件的结构示意图。
[0024]图6为耐高温快响应热电偶中C型热电偶偶丝的结构示意图。
[0025]图7为耐高温快响应热电偶中绝缘保护体的局部结构示意图。
[0026]图8为耐高温快响应热电偶中绝缘保护体的局部剖视图。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温快响应热电偶，包括敏感元件保护外壳(1)、信号传输保护外壳(2)、C型热电偶插座(3)、热电偶敏感元件(4)、C型热电偶偶丝(5)和绝缘保护体(6)，其特征在于：所述敏感元件保护外壳(1)包括第一圆柱部(101)、外螺纹圆柱部(102)、第二圆柱部(103)、贯穿圆孔(104)，所述外壳(2)上横向贯穿开设有内孔，所述C型热电偶敏感元件(4)包括钨铼合金薄带(401)和绝缘层氧化铝薄膜(402)，所述C型热电偶敏感元件(4)由两条钨铼合金薄带(401)和两层绝缘层氧化铝薄膜(402)组成。2.根据权利要求1所述的耐高温快响应热电偶，其特征在于：所述第一圆柱部(101)、外螺纹圆柱部(102)和第二圆柱部(103)为一体结构，所述贯穿圆孔(104)依次横向贯穿开设于第一圆柱部(101)、外螺纹圆柱部(102)和第二圆柱部(103)，所述第一圆柱部(101)、外螺纹圆柱部(102)、第二圆柱部(103)和贯穿圆孔(104)为同轴心设置，所述第二圆柱部(103)的直径为16
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18mm、长度为5
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7mm，所述外螺纹圆柱部(102)外侧设置有外螺纹，所述外螺纹圆柱部(102)的直径为20
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22mm、长度为14
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16mm，所述第一圆柱部(101)其表面对称设置有两个固定面，先将安装固定好的绝缘保护体（6）和热电偶敏感元件(4)通过贯穿圆孔(104)装入敏感元件保护外壳(1)中，然后将C型热电偶偶丝(5)从圆形贯通孔后端引出，所述敏感元件保护外壳(1)为316不锈钢材质。3.根据权利要求1所述的耐高温快响应热电偶，其特征在于：所述信号传输保护外壳(2)上的内孔直径为1
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3mm，所述信号传输保护外壳(2)的材质为为高强度316不锈钢材质，所述信号传输保护外壳(2)用于保护和引出C型热电偶偶丝(5)，C型热电偶偶丝(5)引出后，使用稀有气体将敏感元件保护外壳(1)和信号传输保护外壳(2)焊接在一起，并且确保在焊接过程中C型热电偶偶丝不被氧化。4.根据权利要求1所述的耐高温快响应热电偶，其特征在于：所述C型热电偶插座(3)为国标C型热电偶插座，所述C型热电偶插座(3)与C型热电...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍元，张继军，孔德骞，丁倩彬，寇猛，张东亮，郝文析，赵艳，崔云霄，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三六五三部队，
类型：发明
国别省市：