一种高温热电偶及其制作装置的制作方法

1.本实用新型涉及测温元件技术领域，更具体地说，特别涉及一种高温热电偶及其制作装置。


背景技术：

2.目前很多高温用的都是红外测温或者热电偶，但是红外测温不能对工件进行包裹，要给红外线的对焦留有足够的位置，但这样一来，工件的温度就会辐射到设备，对能耗也有所损耗，此外，红外对测温的距离，中间的隔挡的玻璃也逗会产生不同的温差，导致测温度的准确性。
3.热电偶测量高温主要有采用钨铼丝作为偶丝的w526，这种的偶丝是可以常用在0~2300℃，短用也能达到0~2500℃，但是我们不能直接用偶丝测温，主要是因为钨铼热电偶裸丝极易氧化，适于在惰性或干燥氢气中使用，或用致密的保护管使其与氧隔绝才能使用，因此实际应用中还需要套上保护套进行保护，一般都是用刚玉管作为保护套。目前耐温最好的刚玉（99刚玉）也只是勉强到1600℃。因此，保护套的耐温性能对钨铼丝热电偶测量范围的影响十分大，解决热电偶的保护套就显得非常的重要了。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种高温热电偶及其制作装置，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高温热电偶，包括有热电偶丝及保护套；所述热电偶丝由正极偶丝及负极偶丝组成，所述正极偶丝的一端与所述负极偶丝的一端连接并形成测量端；所述保护套由氮化硼粉末烧结而成，并把所述热电偶丝包裹。
5.优选地，所述保护套的外侧用于测量的一端设有半圆堵头。
6.优选地，所述正极偶丝包括有正极横向段及正极弯折段，所述负极偶丝包括有负极横向段及负极弯折段；所述正极横向段与所述负极横向段之间的间距为3~5mm；所述正极弯折段的一端与所述负极弯折段的一端相连。
7.优选地，所述热电偶丝为钨铼丝，所述正极偶丝中钨质量分数为95%，铼质量分数为5%，所述负极偶丝中钨质量分数为74%，铼质量分数为26%。
8.一种高温热电偶的制作装置，包括有外套、内衬板、上压板及下压板；所述外套上设有一个截面为方形的凹槽，所述凹槽的开口朝上；所述内衬板设于所述凹槽中，其包括有第一长板、第二长板、第一短板及第二短板；所述第一长板、所述第二长板、所述第一短板及所述第二短板拼接组成一个方形槽；所述下压板设于所述方形槽的槽底；所述上压板安装时位于所述下压板的上方，并与所述下压板相对设置；所述第二短板上设有一对通孔。
9.优选地，所述外套、所述内衬板、所述上压板及所述下压板的材质均为石墨。
10.优选地，所述通孔的孔径为0.8~1mm，两个通孔之间的孔距为3~5mm。
11.优选地，所述外套的侧壁厚度为10~15mm，所述内衬板的厚度为5~8mm。
12.优选地，所述内衬板的内侧设有炭纸。
13.优选地，所述第一短板及所述第二短板的侧面设有两条互相平行的凸条，所述第一长板及所述第二长板的两端分别设有与所述凸条匹配的竖直槽。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的高温热电偶，将氮化硼粉末与热电偶丝烧结到一起，具有耐高温、不变形、抗热震性好以及不导电等优点；本实用新型中用于加热高温热电偶的制作装置，摒弃以往的繁琐安装和尺寸限制，在加工上也更为灵活，通过设置外套、内衬和下压板拼装成模具，往模具中倒入一半的氮化硼粉末，将热电偶丝从通孔中穿进去，再将另一半粉末填进去，最后通过上压板按压后装炉烧结，烧完出炉拆模加工即可得到高温热电偶，这种方法具有制作方便，热电偶的尺寸灵活性强，烧结后的保护套具有耐高温，易加工等优点，有效地提升了热电偶的测量范围。
附图说明
15.图1为本实用新型实施例的高温热电偶的结构示意图；
16.图2为本实用新型实施例的制作装置的结构示意图；
17.在图1及图2中，其中各部件名称与附图编号的对应关系为：
[0018]1‑‑
热电偶丝、11
‑‑
正极偶丝、111
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正极横向段、112
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正极弯折段、12
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负极偶丝、121
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负极横向段、122
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负极弯折段、2
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保护套、21
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氮化硼粉末、22
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半圆堵头、3
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外套、4
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内衬板、41
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第一长板、42
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第二长板、43
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第一短板、44
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第二短板、441
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通孔。
具体实施方式
[0019]
下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。
[0020]
在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0021]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0022]
请参考图1及图2，本实用新型提供了一种高温热电偶，包括有热电偶丝1及保护套2；所述热电偶丝1由正极偶丝11及负极偶丝12组成，所述正极偶丝11的一端与所述负极偶丝12的一端连接并形成测量端；所述保护套2由氮化硼粉末21烧结而成，并把所述热电偶丝1包裹。
[0023]
在本实用新型的实施例中，如图1所示，正极偶丝11及负极偶丝12连接的端点处为测量端，保护套2用于包裹住热电偶丝1的测量端以及主体的大部分，测量端用于检测温度，然后正极偶丝11和负极偶丝12的另一端则分别连接到温控设备上。在本实施例中，保护套2采用了氮化硼粉末21来制作，烧结成型后的氮化硼保护套2具有耐温好及不导电的优点。正
极偶丝11及负极偶丝12测量端有连接，其余位置保持绝缘状态，由于正极偶丝11及负极偶丝12的材质不同，因此当测量端受热之后就会产生电信号，这时温控设备就能探测到受热处的温度。
[0024]
优选地，所述保护套2的外侧用于测量的一端设有半圆堵头22。
[0025]
优选地，所述正极偶丝11包括有正极横向段111及正极弯折段112，所述负极偶丝12包括有负极横向段121及负极弯折段122；所述正极横向段111与所述负极横向段121之间的间距为3~5mm；所述正极弯折段112的一端与所述负极弯折段122的一端相连。
[0026]
优选地，所述热电偶丝1为钨铼丝，所述正极偶丝11中钨质量分数为95%，铼质量分数为5%，所述负极偶丝12中钨质量分数为74%，铼质量分数为26%。本实施例采用钨铼热电偶，钨铼热电偶测温范围广，热电实值大，灵敏度高，温度与热电势对应关系线性好，测温反应速度快，热稳定性好。
[0027]
一种高温热电偶的制作装置，包括有外套3、内衬板4、上压板及下压板；所述外套3上设有一个截面为方形的凹槽，所述凹槽的开口朝上；所述内衬板4设于所述凹槽中，其包括有第一长板41、第二长板42、第一短板43及第二短板44；所述第一长板41、所述第二长板42、所述第一短板43及所述第二短板44拼接组成一个方形槽；所述下压板设于所述方形槽的槽底；所述上压板安装时位于所述下压板的上方，并与所述下压板相对设置；所述第二短板44上设有一对通孔441。
[0028]
在本实施例中，如图2所示，外套3根据所需要的尺寸加工成内方外方的结构，高度根据实际工件的高度进行加工设置；内衬板4为可拆卸和拼装的结构，由第一长板41、第二长板42、第一短板43及第二短板44拼装而成，其中第二短板44打孔两个，高度根据实际工件的高加工；上压板（未在图中标示）和下压板（未在图中标示）的大小尺寸余实际工件及模具要求而定，其中下压板放置在方形槽中，其作用是承托氮化硼粉末21，上压板则负责将填充好的粉末向下压实并起到盖板的作用；在加工过程中用到的氮化硼粉末21，其重量为实际工件重量乘以1.02的系数，并将粉末的对半分开备用。
[0029]
本实施例的工作过程如下：首先，将内衬板4放入外套3的凹槽中，将下压板放入内衬板4的方形槽中；接着，确定好热电偶保护套2的尺寸，算出所需的氮化硼粉末21的用量，并将一半的粉末填入方形槽；然后将正极偶丝11和负极偶丝12分别穿入两个通孔441中，并确保穿插过程中正极偶丝11和负极偶丝12处于分离状态，再将两者的端部连接；最后将另一半粉末填进去并使用上压板进行压平及封盖，如此即可装炉烧结，烧完出炉拆模加工即可。
[0030]
优选地，所述外套3、所述内衬板4、所述上压板及所述下压板的材质均为石墨。石墨材质制成的模具具有孔隙率小、结构致密、表面光洁度高、抗氧化能力强等优点，因此在本实施例中的外套3、内衬板4、上压板及下压板均采用石墨材质制作。
[0031]
优选地，所述通孔441的孔径为0.8~1mm，两个通孔441之间的孔距为3~5mm。
[0032]
优选地，所述外套3的侧壁厚度为10~15mm，所述内衬板4的厚度为5~8mm。
[0033]
优选地，所述内衬板4的内侧设有炭纸，在内衬板4安装过程中，将炭纸贴在内衬板4的内侧，再烧结完毕后方便拆卸模具。
[0034]
优选地，所述第一短板43及所述第二短板44的侧面设有两条互相平行的凸条，所述第一长板41及所述第二长板42的两端分别设有与所述凸条匹配的竖直槽。通过设置凸条
和竖直槽，在拼装内衬板4的时候，相邻的凸条和竖直槽之间可以对插形成一个稳定的结构，使得氮化硼粉末21填充和压实的过程更稳定，内衬板4在操作过程中不易晃动。
[0035]
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的高温热电偶，将氮化硼粉末与热电偶丝烧结到一起，具有耐高温、不变形、抗热震性好以及不导电等优点；本实用新型中用于加热高温热电偶的制作装置，摒弃以往的繁琐安装和尺寸限制，在加工上也更为灵活，通过设置外套、内衬和下压板拼装成模具，往模具中倒入一半的氮化硼粉末，将热电偶丝从通孔中穿进去，再将另一半粉末填进去，最后通过上压板按压后装炉烧结，烧完出炉拆模加工即可得到高温热电偶，这种方法具有制作方便，热电偶的尺寸灵活性强，烧结后的保护套具有耐高温，易加工等优点，有效地提升了热电偶的测量范围。
[0036]
本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。