加热式热电偶液位测量传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种加热式热电偶液位测量传感器，该传感器包括位于第一外套管内的加热元件和铠装电缆，其中，加热元件包括加热丝和填充有绝缘粉的陶瓷管，加热丝缠绕在陶瓷管上，两端汇集于陶瓷管的一端，陶瓷管外表面烧结覆盖有釉粉；铠装电缆包括正、负极热电偶丝、镍引线和第二外套管，其间均填充有绝缘粉，正、负极热电偶丝及镍引线的一端伸出第二外套管，第二外套管的两端密封，组成铠装电缆；铠装电缆的镍引线与热元件的加热丝连接，铠装电缆的正、负极热电偶丝的伸出端的顶端焊接成热接点并位于陶瓷管内，第一外套管的两端密封。本传感器复现性很好，分辨率高，能满足超负荷试验等要求，在高温高压下能准确判断液气（汽）界面，统一性好。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种传感器，特别涉及一种加热式热电偶液位测量传感器。 
技术介绍
目前，压力容器内的水位测量常采用铠装电缆式传感器进行测量，这种传感器具有如下不足：1、常规的铠装电缆（比如铠装热电偶）不能分辨气液界面；2、常规铠装电缆（比如铠装加热器）也不能分辨出气液界面，不能用于液位测量。现有的加热式热电偶液位测量传感器，采用国外生产的产品，其成本高，维修困难，严重制约了我国液位测量技术的发展。因此，如何得到一种加热式热电偶液位测量传感器，使其即能满足复现性很好，分辨率高，能够满足超负荷试验等要求，在高温高压等恶劣环境下能准确判断液气（汽）界面的技术要求，又能降低生产成本，是本领域亟待解决的问题。 
技术实现思路
本技术的目的，是提供一种加热式热电偶液位测量传感器，该传感器能够在高温高压下准确判断液气（汽）界面的传感器。本传感器复现性很好，分辨率高，能够满足超负荷试验等要求，在高温高压等恶劣环境下能准确判断液气（汽）界面，并且工艺简单，产品统一性好。 实现本技术所述的技术方案是： 加热式热电偶液位测量传感器，包括位于第一外套管内的加热元件和铠装电缆，其中，加热元件包括加热丝和陶瓷管，陶瓷管内填充有绝缘粉，所述加热丝等距离地缠绕在陶瓷管上，加热丝的两端汇集在陶瓷管的一端，缠绕有加热丝的陶瓷管外表面烧结覆盖有釉粉；铠装电缆包括正、负极热电偶丝、镍引线和第二外套管，所述正、负极热电偶丝和镍引线按照正极热电偶丝、镍引线、负极热电偶丝、镍引线的顺序顺时针排列在第二外套管内，镍引线、正极热电偶丝、负极热电偶丝、镍引线之间均填充有绝缘粉隔离，正、负极热电偶丝及镍引线的一端伸出第二外套管的一端，将第二外套管的另一端焊接密封，一端灌胶、密封，组成铠装电缆；铠装电缆的两根镍引线分别与加热元件一端的加热丝的两个端头连接，铠装电缆的正、负极热电偶丝的伸出端的顶端焊接成热接点，正、负极热电偶丝的伸出端和热接点均位于陶瓷管内，第一外套管中有加热元件端设置有焊接封头，第一外套管的非焊接端为灌胶密封。所述的加热丝采用熔点为1400℃，密度为8.4克/立方毫米，延伸率≥20，电阻率1.09±0.05μΩ.m，导热系数为60.3 kj/m.h℃，线胀系数为18的金属材料。 所述的镍引线采用熔点为1435～1446℃，比重为8.80～8.95，导热系数为0.56～0.65（100℃）卡/厘米.秒.℃,电阻系数为9.2μΩ.cm～9.7μΩ.cm(20℃)的金属材料。 所述的负极热电偶丝采用电阻温度系数为1.13×10-3/℃～1.25×10-3/℃，电阻率为0.266μΩ.m～0.275μΩ.m金属的材料。 所述的正极热电偶丝采用电阻温度系数为1.03×10-3/℃～1.16×10-3/℃，电阻率为0.688μΩ.m～0.755μΩ.m的金属材料。 所述外套管采用不锈钢材料。 所述的伸出第二外套管的正、负极热电偶丝焊至热接点的距离为17mm；伸出第二外套管的镍引线的距离为3mm。 所述绝缘粉为电熔级氧化镁，其纯度≥99.5%。 所述陶瓷管的直径为1.8～2.2mm，厚度为0.2～0.3mm。 采用本技术所述的加热式热电偶液位测量传感器，其原理是基于发热体在气（汽）体和液体中放热系数的显著差异，来判断出液气（汽）界面的准确位置。 本技术具有如下有益效果： 1.所述加热式热电偶液位测量传感器由一个加热元件和一支铠装电缆两部分组合而成。由于加热元件维持恒定功率，具有良好的稳定性，铠装热电偶具有良好的准确性和可靠性，因此，该传感器能够用于压力容器进行测温。2.所述加热式热电偶液位测量传感器从原材料选择、制造工艺设计等方面进行了研究，确保该传感器复现性、高分辨率和高超负荷性能，有效地保证了信号采集的灵敏性和准确性。 3.所述加热式热电偶液位测量传感器采用316L不锈钢作为外套管, 除了有效地适应了压力容器耐高温性能和耐腐蚀性能，还为该传感器的挠制提供了极大的方便，最重要的是保证了液位测量的可靠性。 本技术所述的加热式热电偶液位测量传感器，能够在高温高压下准确判断液气（汽）界面的传感器。本传感器复现性很好，分辨率高，能够满足超负荷试验等要求，在高温高压等恶劣环境下能准确判断液气（汽）界面，并且工艺简单，产品统一性好。 附图说明图1为本技术所述传感器的结构简图。 图中，1为绝缘粉，2为第二外套管，3为镍引线，4为负极热电偶丝，5为正极热电偶丝，6为第一外套管，7为加热丝，8为陶瓷管，9为加热元件。 具体实施方式参见图1，加热式热电偶液位测量传感器，包括位于第一外套管6内的加热元件9和铠装电缆，其中，加热元件包括加热丝7和陶瓷管8，陶瓷管内填充有绝缘粉1。所述的加热丝采用熔点为1400℃，密度为8.4克/立方毫米，延伸率≥20，电阻率1.09±0.05μΩ.m，导热系数为60.3 kj/m.h℃，线胀系数为18的金属材料，加热丝的直径为0.18～0.22mm。陶瓷管的直径为1.8～2.2mm，厚度为0.2～0.3mm。所述绝缘粉为电熔级氧化镁，其纯度≥99.5%，杂质Fe，Ca和Mn的含量分别为：Fe≤0.007%，Ca≤0.12%,Mn≤0.003%。所述加热丝等距离地缠绕在陶瓷管上，加热丝的两端汇集在陶瓷管的一端，缠绕有加热丝的陶瓷管外表面覆盖有经一层高温烧结的釉粉；铠装电缆包括正、负极热电偶丝、镍引线和第二外套管，所述的镍引线采用熔点为1435～1446℃，比重为8.80～8.95，导热系数为0.56～0.65（100℃）卡/厘米.秒.℃,电阻系数为9.2μΩ.cm～9.7μΩ.cm(20℃)的金属材料；所述的负极热电偶丝采用电阻温度系数为1.13×10-3/℃～1.25×10-3/℃，电阻率为0.266μΩ.m～0.275μΩ.m金属的材料；所述的正极热电偶丝采用电阻温度系数为1.03×10-3/℃～1.16×10-3/℃，电阻率为0.688μΩ.m～0.755μΩ.m的金属材料。所述正、负极热电偶丝和镍引线按照正极热电偶丝5、镍引线3、负极热电偶丝4、镍引线3的顺序顺时针排列在第二外套管2内，镍引线、正极热电偶丝、负极热电偶丝、镍引线之间均填充有绝缘粉隔离，避免负极热电偶丝、正极热电偶丝和镍引线相接触，以保证热电偶接受热电动势和接收信号，正、负极热电偶丝及镍引线的一端伸出第二外套管的一端，将第二外套管的另一端焊接密封，一端灌胶、密封，组成铠装电缆；铠装电缆的两根镍引线分别与热元件一端的加热丝的两个端头连接，铠装电缆的正、负极热电偶丝的伸出端的顶端焊接成热接点，所述的伸出第二外套管的正、负极热电偶丝焊至热接点的距离为17mm；伸出第二外套管的镍引线的距离为3mm。正、负极热电偶丝的伸出端和热接点均位于陶瓷管内，第一外套管中有加热元件端设置有焊接封头，第一外套管的非焊接端为灌胶密封。所述外套管采用不锈钢材料。 实施例1 本实施例所述的加热式热电偶液位测量传感器，选择本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加热式热电偶液位测量传感器，其特征在于：该传感器包括位于第一外套管内的加热元件和铠装电缆，其中，加热元件包括加热丝和陶瓷管，陶瓷管内填充有绝缘粉，所述加热丝等距离地缠绕在陶瓷管上，加热丝的两端汇集于陶瓷管的一端，缠绕有加热丝的陶瓷管外表面烧结覆盖有釉粉；铠装电缆包括正、负极热电偶丝、镍引线和第二外套管，所述正、负极热电偶丝和镍引线按照正极热电偶丝、镍引线、负极热电偶丝、镍引线的顺序顺时针排列在第二外套管内，镍引线、正极热电偶丝、负极热电偶丝、镍引线之间均填充有绝缘粉隔离，正、负极热电偶丝及镍引线的一端伸出第二外套管的一端，将第二外套管的另一端焊接密封，一端灌胶、密封，组成铠装电缆；铠装电缆的两根镍引线分别与加热元件一端的加热丝的两个端头连接，铠装电缆的正、负极热电偶丝伸出端的顶端焊接成热接点，正、负极热电偶丝的伸出端和热接点均位于陶瓷管内，第一外套管中有加热元件端设置有焊接封头，第一外套管的非焊接端为灌胶密封。

【技术特征摘要】
1.一种加热式热电偶液位测量传感器，其特征在于：该传感器包括位于第一外套管内的加热元件和铠装电缆，其中，加热元件包括加热丝和陶瓷管，陶瓷管内填充有绝缘粉，所述加热丝等距离地缠绕在陶瓷管上，加热丝的两端汇集于陶瓷管的一端，缠绕有加热丝的陶瓷管外表面烧结覆盖有釉粉；铠装电缆包括正、负极热电偶丝、镍引线和第二外套管，所述正、负极热电偶丝和镍引线按照正极热电偶丝、镍引线、负极热电偶丝、镍引线的顺序顺时针排列在第二外套管内，镍引线、正极热电偶丝、负极热电偶丝、镍引线之间均填充有绝缘粉隔离，正、负极热电偶丝及镍引线的一端伸出第二外套管的一端，将第二外套管的另一端焊接密封，一端灌胶、密封，组成铠装电缆；铠装电缆的两根镍引线分别与加热元件一端的加热丝的两个端头连接，铠装电缆的正、负极热电偶丝伸出端的顶端焊接成热接点，正、负极热电偶丝的伸出端和热接点均位于陶瓷管内，第一外套管中有加热元件端设置有焊接封头，第一外套管的非焊接端为灌胶密封。
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述的加热丝采用熔点为1400℃，密度为8.4克/立方毫米，延伸率≥20，电阻率1.09±0.05μΩ.m，导热系数为60.3 kj/m.h℃，线胀系数为18的金属材料。
3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张祖力，王华，唐锐，鞠华，罗松，
申请(专利权)人：重庆材料研究院有限公司，
类型：实用新型
国别省市：