一种真空环境下低温温度传感器测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种真空环境下低温温度传感器测试装置，属低温工程研发应用技术领域。所述装置组成部件包括控制阀A、真空阀、控制阀B、压力变送器、抽真空装置、液位计、电脑、真空电连接器、真空箱、保温层、低温容器和标定温度传感器。所述装置采用电脑对标定温度传感器及待评价的温度传感器的数据进行连续采集分析，并将获得数据进行对比和判断，即可评价真空低温下温度传感器安装方式。所述装置通过将待评价的温度传感器直接与标定温度传感器进行灵敏度和精度比对，测量准确性高；可以同时测定评价多个以不同安装方式安装的温度传感器。感器。感器。

【技术实现步骤摘要】
一种真空环境下低温温度传感器测试装置


[0001]本技术涉及一种真空环境下低温温度传感器测试装置，属低温工程研发应用


技术介绍

[0002]在真空低温环境下如何安装温度传感器，以提高其测量的灵敏度和准确度一直是业界的一大难题。
[0003]现有的真空低温环境下温度传感器的安装方式主要有以下四种，具体如下：
[0004]①
将温度传感器直接使用低温热敏胶粘贴到被测试件上。这种安装方式的优点是：操作简单，成本低；缺点是：对低温热敏胶性能要求高，但寿命低，返修风险频率较高。
[0005]②
将工装采用焊接的方式固定到被测试件上，然后使用低温热敏胶将温度传感器粘贴到工装上。这种安装方式的优点是：经济性较好，操作也较为简单；缺点是：被测试件温度是通过工装传导至低温热敏胶后再传导给温度传感器，温度偏差较安装方式
①
大。
[0006]③
在被测试件上打孔，将温度传感器穿到孔中，并采取焊接等方式进行密封。这种安装方式的优点是：温度测量准确度高；缺点是：存在试件内介质泄露风险。
[0007]④
将温度传感器的导线缠绕被测试件或者管路设备几圈之后再连接至温度传感器(即先做“热沉”)，安装方式可以是上述安装方式
①
、
②
或
③
中的任何一种。这种安装方式的优点是：测量温度准确；缺点是：成本较高。
[0008]由于所述安装方式各有其优缺点，因此需要一种能够对真空环境下低温温度传感器安装方式的准确性、灵敏度和经济性进行评价的测试装置。

技术实现思路

[0009]为克服现有技术存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种真空环境下低温温度传感器测试装置。所述装置能够对真空环境下低温温度传感器安装方式的准确性、灵敏度和经济性进行评价；测量准确性高，可重复使用，制造难度低，成本可控，方便拆卸和维护。
[0010]为实现本技术的目的，提供以下技术方案。
[0011]一种真空环境下低温温度传感器测试装置，所述装置组成部件包括控制阀A、真空阀、控制阀B、压力变送器、抽真空装置、液位计、电脑、真空电连接器、真空箱、保温层、低温容器和标定温度传感器。
[0012]低温容器为上端开口容器，用于盛放低温液体，作为被测试件。低温容器位于真空箱内。
[0013]真空箱主要由箱体和顶盖组成，顶盖和箱体之间为可拆卸的密封连接结构，优选采用法兰结构，并在连接处设有密封结构，如氟橡胶密封圈、丁腈橡胶密封圈或是聚四氟乙烯垫片等。真空箱用于提供真空环境。
[0014]真空箱内壁包覆有保温材料形成保温层，用于保持被测试件的低温测试环境。保
温层采用表观导热系数小于等于1.5
×
10
‑4W/(m
·
K)，放气速率小于等于8
×
10
‑7Pa
·
m3/(s
·
g)的保温材料，如富士达低温绝热纸/发射屏复合产品PL
‑
900
‑
5、ZL
‑
1110
‑
2等。
[0015]优选真空箱内的顶盖下方还设有防辐射屏，防辐射屏为厚度小于等于2mm的不锈钢304或316L材质镜面钢板，防辐射屏的形状与真空箱的横截面形状相相似，且略小于真空箱的横截面，当真空箱的横截面为圆形时，优选防辐射屏形状为圆形，直径比真空箱的内径小10mm～20mm。防辐射屏通过固定连接件与顶盖连接后处于低温容器上部，所述固定连接件的热导率小于等于1.0W/(m
·
K)，优选所述固定连接件为玻璃钢螺栓。防辐射屏用于减少所述装置中被测试件与外界环境温度的热交换，以提供更好更稳定的低温测试环境。
[0016]控制阀A位于真空箱外，安装在低温液体输送管路上，用于控制低温液体的输入。低温液体输送管路一端位于真空箱外，与低温液体连通，另一端通过真空箱的顶盖伸入低温容器内。
[0017]抽真空装置和真空阀位于真空箱外，真空阀安装在抽真空管路上。抽真空管路一端位于真空箱外，与抽真空装置连接，另一端通过真空箱的顶盖伸入真空箱内，并位于低温容器内的低温液体外。
[0018]由于低温液体会气化产生气体，真空箱为密闭容器，因此需要将气体排出。控制阀B位于真空箱外，安装在气体输出管路上，用于控制气体的输出。气体输出管路一端位于真空箱外，另一端通过真空箱的顶盖伸入真空箱内，并位于低温容器内的低温液体外。
[0019]优选当气体需要回收处理时，例如有毒气体或是有回收利用价值的气体，在气体输出管路位于真空箱外一端连接气体回收装置。
[0020]压力变送器位于真空箱外，与气体压力测试管路一端连接，气体压力测试管路的另一端通过真空箱的顶盖伸入真空箱内，并位于低温容器的低温液体外，用于测试低温液体气化的气体在密闭真空箱中形成的气体压力。当压力变送器测得气体压力低于10Pa时，打开控制阀B，排出气体。
[0021]由于低温液体的加入量不能超过低温容器的容积，因此设置液位计用于测量低温容器中低温液体的液位变化，以控制阀A的开关。优选当低温液体的液位达到低温容器体积的1/2～2/3时，关闭控制阀A，停止输入低温液体。液位计可以为现有技术中满足使用需要的液位计，例如差压液位计或是激光液位计。由于向低温容器注入低温液体的过程中，低温液体一直处于不断的汽化过程，液面波动大，使用激光液位计测量精度较差压液位计低，因此优选所述液位计为差压液位计。
[0022]当液位计为差压液位计时，差压液位计装置位于真空箱外，差压液位计装置连接有两根液体压力测试管路，一根液体压力测试管路通过真空箱的顶盖伸入真空箱内，并位于低温容器的低温液体液面上方，另一根液体压力测试管路通过真空箱的顶盖伸入真空箱内，并从低温容器底部伸入低温容器内。
[0023]本技术所述控制阀A和控制阀B均为密封性能良好的截止阀或者开关阀，可以为气动、手动阀门或自动控制阀，例如球阀。
[0024]低温液体输送管路、抽真空管路、气体输出管路、气体压力测试管路和液体压力测试管路与真空箱的顶盖之间为分别独立的密封连接，可以采用焊接的密封连接形式。
[0025]标定温度传感器为浸入式温度传感器，使用时直接浸泡在低温容器的低温液体中，在其显示准度在安装前进行标定确保其读数正确性。
[0026]真空箱的顶盖上设有真空电连接器，用于将位于真空箱内的标定温度传感器的传感器导线穿出真空箱并与真空箱密封连接；所述传感器导线穿出真空箱后连接至电脑。
[0027]低温容器的材质优选为不锈钢。低温液体输入低温容器后，低温容器的温度稳定时间与其所使用材质有关，当低温容器的材质为不锈钢时，优选稳定时间为30分钟，此时电脑测得数据曲线趋于近一条直线，温度波动范围不超过1K。
[0028]优选所述低温液体为液氢、液氧、液氮、液氦或液化天然气。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种真空环境下低温温度传感器测试装置，其特征在于：所述装置中，低温容器中盛放低温液体，作为被测试件；真空箱的顶盖和箱体间为可拆卸的密封连接，真空箱内壁设有保温层；控制阀A、真空阀、控制阀B、压力变送器、抽真空装置和电脑位于真空箱外，低温容器和标定温度传感器位于真空箱内；管路包括低温液体输送管路、抽真空管路、气体输出管路和气体压力测试管路；管路一端位于真空箱外，另一端伸入真空箱内；低温液体输送管路位于真空箱内一端伸入低温容器，抽真空管路、气体输出管路和气体压力测试管路位于真空箱内一端在低温液体外；控制阀A设在低温液体输送管路上；真空阀设在抽真空管路上，抽真空装置与抽真空管路连接；控制阀B设在气体输出管路上；压力变送器与气体压力测试管路连接；标定温度传感器为浸泡在低温液体中；待评价的温度传感器安装在低温容器上，温度传感器的导线穿出真空箱后连接电脑；管路和导线穿出真空箱处为密封结构；控制阀A和控制阀B为密封截止阀或开关阀。2.根据权利要求1所述的一种真空环境下低温温度传感器测试装置，其特征在于：管路穿出真空箱处均为焊接的密封结构；导线通过真空箱上设置的真空电连接器穿出实现密封连接；真空箱的主顶盖和箱体之间为可拆卸的法兰密封连接，密封结构包括但不限于氟橡胶密封圈、丁腈橡胶密封圈或聚四氟乙烯垫片。3.根据权利要求1或2所述的一种真空环境下低温温度传感器测试装置，其特征在于：真空箱内还设有防辐射屏，防辐射屏通过固定连接件与顶盖连接后位于低温容器上方；防辐射屏为厚度小于等于2mm的镜面平板，防辐射屏的...

【专利技术属性】
技术研发人员：妙丛，李士军，左广巍，吴俊哲，任博文，邢程前，余炳延，兰玉岐，安刚，张震，解辉，苏嘉南，
申请(专利权)人：航天氢能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：