一种高温燃气温度测量装置的制作方法

1.本发明涉及一种高温燃气温度测量装置，属于机电一体化技术领域。


背景技术：

2.军民两用产品中，广泛采用高温燃气作为产品的热源或动力输出单元，动力输出单元的高温燃气的温度指标直接关系到产品的功能或影响相关加热产品的质量。
3.军用产品中的高温燃气近1200℃～2000℃，同时其燃气成分中会包含大量金属颗粒物，具有强大冲涮动能。对一般石英管易碎材质，无法工作在高燃速、高压地冲涮环境下，瞬间即被高燃速的燃气冲涮损坏，因此现有石英等材质的测量探头不具备对高燃烧速度、高压、高密度金属颗粒物燃气大冲涮环境下的温度测量功能。一般的金属高温探头为中空结构，需要将中空结构管子内的空气加热到高温燃气的同等温度后才能被热电偶测量出对等的电位差，折算成温度测量数值，此测量装置温度响应时延长，温度感应不灵敏，不具备在瞬时高燃速，瞬时测量高温燃气温度的功能要求。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种高温燃气温度测量装置，具备高温、高压、高燃速、大冲刷、高密度金属颗粒物的优点。
5.本发明的技术解决方案是：一种高温燃气温度测量装置，包括高温探头单元、燃气均匀室单元、密封连接单元燃气发生器单元、支撑座单元；
6.所述高温探头单元通过其上的外螺纹副均布安装在燃气均匀室单元相应的螺套内，高温探头单元与均匀室安装螺套间设置有密封铜垫，实现螺纹副紧固密封连接，规避了燃气从高温探头侧溢出；
7.所述燃气均匀室单元通过所述支撑座单元及密封连接单元密封连接，将燃气均匀室单元水平支撑固定，实现了燃气发生器单元喷口产生的高温燃气在燃气均匀室单元内进行收集、均压、测量燃气温度，排放；
8.所述燃气发生器单元的前端燃气喷口插入燃气均匀室单元，采用密封连接为一体。
9.进一步地，所述高温探头单元包括热电偶组件、绝缘固定板、紧固螺钉、端盖安装板、密封垫、高温探头本体、石英管、护套；
10.所述石英管套装在所述的高温探头本体对应的孔中；
11.所述的护套内设有内螺纹与所述的高温探头本体外螺纹副旋合与一体，用于固定所述石英管的安装位置；
12.所述的热电偶组件的两根铂铑合金金属丝分别插入所述石英管和所述的护套形成的电绝缘隔离通道中；所述的热电偶组件的两根铂铑在所述的护套前端焊接为一体，形成高温测量感应点；
13.所述的密封垫为耐高温硅橡胶材料上设有与铂铑金属丝直径对应的套接孔，铂铑
金属丝分别插入密封垫上的具有密封效能的孔中；
14.所述的端盖安装板安装上设有用于通过热电偶组件的铂铑金属丝和用于螺钉安装过孔的孔；
15.所述的密封垫端面与所述的端盖安装板端面贴合；
16.所述的绝缘固定板上设有用于通过电偶组件的铂铑金属丝和用于紧固螺钉m4x12安装过孔的孔；
17.所述的紧固螺钉用于将所述的密封垫、端盖安装板、绝缘固定板紧固密封连接在高温探头本体的大端面上。
18.进一步地，所述的密封垫的外形及厚度尺寸分别设有与所述高温探头本体大端设有的密封环形凹槽的密封压缩量；
19.进一步地，用于通过热电偶组件的铂铑金属丝的孔为2xφ5孔，用于螺钉安装过孔的孔为4xφ4.5孔。
20.进一步地，用于通过电偶组件的铂铑金属丝的孔为对称的4xφ2孔，将铂铑金属丝与端盖安装板、高温探头本体等零件进行绝缘隔离；用于紧固螺钉m4x12安装过孔的孔为4xφ4.5孔。
21.进一步地，所述的绝缘固定板端面与所述的端盖安装板端面贴合。
22.进一步地，所述高温探头本体与所述高温探头安装螺套压紧面间设置有密封铜垫，实现螺纹副紧固密封连接，规避了燃气溢出。
23.进一步地，所述高温探头本体螺纹外径为m27x2-6h，高温探头安装螺套的内螺纹孔可以为m27x2-7h，有效旋合接触面长度15mm。
24.进一步地，所述高温探头本体为回转圆柱体结构，小端面设置有外螺纹，所述螺纹外径与所述护套的内螺纹旋合连接固定。
25.进一步地，所述高温探头本体螺纹外径为m14x1.5-6h，护套螺纹孔孔为m14x1.5-7h，有效旋合接触面长度10mm。
26.本发明与现有技术相比的优点在于：
27.通过上述技术方案，解决了在高温、高压、高密度金属颗粒物燃气冲涮环境下无法完成测温问题，实现了普通石英管测量探头不具备对高速、高压、瞬时重颗粒物燃气冲涮环境下的温度测量功能。从而为高温高压燃气高密度金属颗粒物的温度测量提供了一条技术解决方案。该装置安装、调试简便、降低了操作者的工作难度，大大缩短了产品研制周期，降低了研制成本。
附图说明
28.图1为本发明实施例提供的一种高温燃气温度测量装置示意图；
29.图2为本发明实一种高温燃气温度测量装置中的高温探头单元装配的示意图。
具体实施方式
30.为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本技术技术方案做详细的说明，应当理解本技术实施例以及实施例中的具体特征是对本技术技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本技术实施例以及实施例
中的技术特征可以相互组合。
31.以下结合说明书附图对本技术实施例所提供的一种高温燃气温度测量装置做进一步详细的说明，具体实现方式可以包括(如图1～2所示)：高温探头单元、高温燃气发生器单元、燃气均匀室单元、支撑座单元、密封连接单元等。其中，所述高温探头单元通过其上的外螺纹副均布安装在燃气均匀室单元相应的螺套内，高温探头单元与均匀室安装螺套间设置有密封铜垫，实现螺纹副旋紧密封连接，规避了燃气从高温探头侧溢出。所述燃气均匀室单元实现了燃气发生器喷口产生的高温燃气在燃气均匀室单元内进行收集、均压、测量燃气温度，排放等功能。通过所述支撑座单元及密封连接单元密封连接，将燃气均匀室单元水平支撑固定；所述燃气发生器单元的前端燃气喷口插入燃气均匀室单元，采用密封连接为一体。
32.一种高温燃气温度测量装置中的高温探头单元，其中，该单元包括：热电偶组件、绝缘固定板、紧固螺钉m4x12、端盖安装板、密封垫、高温探头本体、石英管(2根)、护套。其中，所述石英管(2根)分别套装在所述的高温探头本体对应的孔中，所述的护套内设有内螺纹与所述的高温探头本体外螺纹副旋合与一体，用于固定所述石英管的轴向安装位置，所述的热电偶组件的铂铑合金金属丝各一根分别插入所述石英管(2根)和所述的护套形成的电绝缘隔离通道中，所述的热电偶组件的铂铑合金金属丝在所述的护套前端焊接为一体，形成高温测量感应点。所述的密封垫为耐高温硅橡胶材料上设有与铂铑金属丝直径对应的套接孔，铂铑金属丝分别插入密封垫上的具有密封效能的孔中，所述的密封垫的外形及厚度尺寸分别设有与所述高温探头本体大端设有的密封槽口的压缩密封量。所述的端盖安装板安装上设有4xφ4.5孔和2xφ5孔，其中2xφ5孔用于通过铂铑金属丝，其中4xφ4.5孔用于螺钉安装过孔，所述的密封垫端面与所述的端盖安装板端面贴合；所述的绝缘固定板的材质为非金属(聚四氟乙烯板)上设有4xφ4.5和4xφ2，其中4xφ2孔的对称两孔用于通过铂铑金属丝，将铂铑金属丝与端盖安装板、高温探头本体等零件进行绝缘隔离；其中4xφ4.5孔用于螺钉安装过孔，所述的绝缘固定板端面与所述的端盖安装板端面贴合；使用所述的紧固螺钉m4x12将所述的密封垫、端盖安装板、绝缘固定板紧固在高温探头本体的大端面上。
33.优选地，所述装置还包括高温探头单元，所述高温探头单元通过其上的外螺纹副均布安装在燃气均匀室单元相应的螺套内，高温探头与均匀室安装螺套间设置有密封铜垫，实现螺纹副旋紧密封连接紧定为一体，规避了燃气从高温探头侧溢出。
34.优选地，所述装置还包括燃气均匀室单元，所述燃气均匀室单元实现了燃气发生器喷口产生的高温燃气在燃气均匀室单元内进行收集、均压、测量燃气温度，排放等功能。
35.优选地，所述装置还包括密封连接单元，所述密封连接单元通过密封连接结构件将单元燃气均匀室单元与燃气发生器单元进行密封连接，实现高温燃气的收集、均压功能。
36.优选地，所述装置还支撑座及单元，所述支撑座单元通过支撑座将密封单元、燃气均匀室单元、燃气发生器单元连接为一体，并且实现了水平支撑固定，用于抵销高温燃气喷发时产生的动能。
37.优选地，所述装置还包括燃气发生器单元，所述燃气发生器单元的前端燃气喷口插入燃气均匀室单元，采用密封连接为一体，此单位为燃气生产装置。
38.优选地，所述装置中的高温探头单元，其中，该单元包括：热电偶组件、绝缘固定
板、紧固螺钉m4x12、端盖安装板、密封垫、高温探头本体、石英管(2根)、护套。其中，所述石英管(2根)分别套装在所述的高温探头本体对应的孔中，所述的护套内设有内螺纹与所述的高温探头本体外螺纹副旋合与一体，用于固定所述石英管的安装位置，所述的热电偶组件的两根铂铑合金金属丝分别插入所述石英管(2根)和所述的护套形成的电绝缘隔离通道中，所述的热电偶组件的两根铂铑在所述的护套前端焊接为一体，形成高温测量感应点。所述的密封垫为耐高温硅橡胶材料上设有与铂铑金属丝直径对应的套接孔，铂铑金属丝分别插入密封垫上的具有密封效能的孔中，所述的密封垫的外形及厚度尺寸分别设有与所述高温探头本体大端设有的密封环形凹槽的压缩密封量。所述的端盖安装板安装上设有4xφ4.5孔和2xφ5孔，其中2xφ5孔用于通过铂铑金属丝，其中4xφ4.5孔用于螺钉安装过孔，所述的密封垫端面与所述的端盖安装板端面贴合；所述的绝缘固定板的材质为非金属(聚四氟乙烯板)上设有4xφ4.5和4xφ2，其中4xφ2孔的对称两孔用于通过铂铑金属丝，将铂铑金属丝与端盖安装板、高温探头本体等零件进行绝缘隔离；其中4xφ4.5孔用于螺钉安装过孔，所述的绝缘固定板端面与所述的端盖安装板端面贴合；使用所述的紧固螺钉m4x12将所述的密封垫、端盖安装板、绝缘固定板紧固密封连接在高温探头本体的大端面上。
39.在本技术实施例所提供的方案中，如图1所示，本发明实施例提供了一种高温燃气温度测量装置，其中，该装置包括：高温探头单元、燃气均匀室单元9、密封连接单元10燃气发生器单元11、支撑座单元12，其中，所述高温探头单元通过其上的外螺纹副均布安装在燃气均匀室单元9相应的螺套内，高温探头单元与均匀室安装螺套间设置有密封铜垫，实现螺纹副紧固密封连接，规避了燃气从高温探头侧溢出。所述燃气均匀室单元9实现了燃气发生器单元11喷口产生的高温燃气在燃气均匀室单元内进行收集、均压、测量燃气温度，排放等功能。通过所述支撑座单元12及密封连接单元10密封连接，将燃气均匀室单元9水平支撑固定；所述燃气发生器单元11的前端燃气喷口插入燃气均匀室单元，采用密封连接为一体。
40.如图2所示，本发明实一种高温燃气温度测量装置中的高温探头单元，其中，该高温探头单元包括：热电偶组件1、绝缘固定板2、紧固螺钉3(m4x12)、端盖安装板4、密封垫5、高温探头本体6、石英管(2根)7、护套8。其中，所述石英管2根7分别套装在所述的高温探头本体6对应的孔中，所述的护套8内设有内螺纹与所述的高温探头本体6外螺纹副旋合与一体，用于固定所述石英管7的安装位置；所述的热电偶组件1的两根铂铑合金金属丝分别插入所述石英管(2根)7和所述的护套8形成的电绝缘隔离通道中；所述的热电偶组件1的两根铂铑在所述的护套前端焊接为一体，形成高温测量感应点。所述的密封垫5为耐高温硅橡胶材料上设有与铂铑金属丝直径对应的套接孔，铂铑金属丝分别插入密封垫5上的具有密封效能的孔中，所述的密封垫5的外形及厚度尺寸分别设有与所述高温探头本体6大端设有的密封环形凹槽的密封压缩量。所述的端盖安装板4安装上设有4xφ4.5孔和2xφ5孔，其中2xφ5孔用于通过热电偶组件1的铂铑金属丝，其中4xφ4.5孔用于螺钉安装过孔，所述的密封垫5端面与所述的端盖安装板4端面贴合；所述的绝缘固定板2的材质为非金属(聚四氟乙烯板)上设有4xφ4.5和4xφ2，其中4xφ2孔的对称两孔用于通过电偶组件1的铂铑金属丝，将铂铑金属丝与端盖安装板4、高温探头本体6等零件进行绝缘隔离；其中4xφ4.5孔用于紧固螺钉3(m4x12)安装过孔，所述的绝缘固定板端面与所述的端盖安装板端面贴合；使用所述的紧固螺钉3(m4x12)将所述的密封垫5、端盖安装板4、绝缘固定板2紧固密封连接在高温探头本体6的大端面上。
41.通过上述技术方案，解决了在高温、高压、高密度金属颗粒物燃气冲涮环境下无法完成测温问题，实现了普通石英管测量探头不具备对高速、高压、瞬时重颗粒物燃气冲涮环境下的温度测量功能。从而为高温高压燃气高密度金属颗粒物的温度测量提供了一条技术解决方案。该装置安装、调试简便、调节工作地，降低了操作者的工作难度，大大缩短了产品研制周期，降低了研制成本。
42.根据本发明一种实施例，所述燃气均匀室单元为圆锥筒体结构形式，其上均布5只回转型腔的结构形式的高温探头安装螺套，所述高温探头安装螺套上设有内螺纹，高温探头本体6为回转圆柱体结构，中部设置有外螺纹，所述螺纹外径与所述高温探头安装螺套的内螺纹旋合紧固，密封为一体。
43.举例来讲，所述高温探头本体6螺纹外径为m27x2-6h，高温探头安装螺套的内螺纹孔可以为m27x2-7h，有效旋合接触面长度15mm。
44.由此，所述高温探头本体6与所述高温探头安装螺套压紧面间设置有密封铜垫，实现螺纹副紧固密封连接，规避了燃气溢出。
45.根据本发明一种实施例，所述高温探头本体6为回转圆柱体结构，小端面设置有外螺纹，所述螺纹外径与所述护套8的内螺纹旋合连接固定。
46.举例来讲，所述高温探头本体6螺纹外径为m14x1.5-6h，护套8螺纹孔孔可以为m14x1.5-7h，有效旋合接触面长度10mm。
47.根据本发明一种实施例，所述的密封垫5为耐高温硅橡胶材料上设有与铂铑金属丝直径对应的套接孔，铂铑金属丝分别插入密封垫5上的具有密封效能的孔中，所述的密封垫5的外形及厚度尺寸分别设有与所述高温探头本体6大端设有的密封槽口的密封压缩量。
48.举例来讲，所述高温探头本体6大端设有的密封环形凹槽内径φ14，深度3，密封垫5的外径φ15mm，厚度3.5mm，据此可知径向及轴向的单侧密封压缩量为0.5mm。
49.根据本发明一种实施例,所述的端盖安装板4安装上设有4xφ4.5孔和2xφ5孔，其中2xφ5孔用于通过热电偶组件1的铂铑金属丝，其中4xφ4.5孔用于螺钉安装过孔，所述的密封垫5端面与所述的端盖安装板4端面贴合；
50.根据本发明一种实施例,所述的绝缘固定板2的材质为非金属聚四氟乙烯板上设有4xφ4.5和4xφ2，其中4xφ2孔的对称两孔用于通过电偶组件1的铂铑金属丝。
51.举例来讲，所述高温探头本体6大端设有以φ20为均布圆的4xm4螺纹孔，螺纹深度14mm，绝缘固定板2设有同样设有以φ20为均布圆的4xφ4.5孔，绝缘固定板2同时还设有4xφ2孔，大于铂铑金属丝1.8。
52.由此，所述热电偶组件1的铂铑金属丝插入端盖安装板4对应的4xφ2孔中后，实现了与高温探头本体6等零件导电绝缘隔离；其中4xφ4.5孔用于紧固螺钉3(m4x12)安装过孔，所述的绝缘固定板端面与所述的端盖安装板端面贴合；使用所述的紧固螺钉3(m4x12)将所述的密封垫5、端盖安装板4、绝缘固定板2紧固密封连接在高温探头本体6的大端面上,实现完整的密封连接结构，规避了燃气溢出。
53.根据本发明一种实施例，热电偶组件1的材质可选为铂铑金属丝，有标准的货架产品可选。绝缘固定板2材质可选为聚四氟乙烯棒，经过普通设备加工完成。紧固螺钉3(m4x12)可选为标准紧固件gb/t819.1-m4x12,端盖安装板4材质可选为不锈钢钢板304，厚度1.2mm；密封垫5材质可选为耐热橡胶板、高温探头本体6材质可选为高温合金材料
gh4220，经过普通设备加工完成。石英管(2根)7可选外购成件；护套8材质可选为高温合金材料gh4220，经过普通设备加工完成。
54.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。
55.本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。