專利名稱：差模式電阻法碳勢探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種在熱處理氣體滲碳爐內(nèi)碳勢控制系統(tǒng)中作為碳勢傳感器的差模式電阻法碳勢探頭，IPCC23C，G81K。
電阻法控制氣體滲碳已應(yīng)用到生產(chǎn)中，西安交通大學(xué)周志淵教授在《金屬熱處理》1984年第2期上發(fā)表的“電阻法測碳勢儀的研制及應(yīng)用”一文中對該法作了詳細(xì)介紹。陜西微機(jī)改造滲碳爐服務(wù)部申請的“電阻法控制氣體滲碳儀表”實(shí)用新型專利(公告號CN2042081U)已用于生產(chǎn)中。上述方法是當(dāng)插在氣體滲碳爐內(nèi)的電阻探頭和熱電偶將爐內(nèi)碳勢信號與溫度信號輸入到儀表計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)中的儀表單元即直接指示并記錄碳勢與爐溫值。這種方法是利用探頭碳勢傳感鐵絲在加熱溫度升高時電阻值迅速增加，由熱電偶進(jìn)行溫度補(bǔ)償，為間接補(bǔ)償，需通過試驗(yàn)求出轉(zhuǎn)換系數(shù)，其值是統(tǒng)計(jì)值。隨著鐵絲和熱電偶的不同會產(chǎn)生較大誤差，一致性和抗干擾能力差，很難提高測量精度。
本實(shí)用新型的目的是提供一種采用差模原理制成的電阻法測碳勢的探頭，探頭的傳感器是由兩根相同的細(xì)鐵絲組成，一根在爐氣中測碳勢，一根密封在惰性氣體或真空中代替熱電偶進(jìn)行溫度探測，從而提高了測碳勢的精確度，簡化了儀器結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型是以如下方式完成的本探頭由碳勢探測和溫度探測兩部分組成。碳勢探測部分外部有一個用來保護(hù)探頭的金屬的上下有孔的外套，爐氣可在里邊流通。里邊裝有用剛玉材料制成的外柱面有雙螺旋園弧槽的碳勢骨架，骨架上繞有碳勢鐵絲，用來測定爐內(nèi)碳勢。溫度探測部分外部有一個用金屬、石英管或陶瓷涂層密封制成的內(nèi)套，里邊裝有用剛玉材料制成的有雙螺旋園弧槽的溫度骨架，骨架上繞有溫度鐵絲。內(nèi)套管內(nèi)充惰性氣體或抽真空，以防止溫度鐵絲在高溫時氧化。其中碳勢鐵絲和溫度鐵絲為Φ0.1－0.22mm用同樣方法繞制的完全相同的兩根鐵絲，利用差模原理，在相同溫度下，溫度對電阻值的影響相同，取二者電阻之差值就可準(zhǔn)確地測出爐中碳勢大小。探頭的差模信號可以通過電橋和運(yùn)算放大器取出，也可通過數(shù)字表電路測電阻的方法測其電阻之差。
實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由如下附圖和實(shí)施例給出。


圖1是差模式電阻法碳勢探頭Ⅰ型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是差模式電阻法碳勢探頭Ⅱ型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是差模式電阻法碳勢探頭Ⅲ型的結(jié)構(gòu)示意圖。
參照
圖1，外套(1)內(nèi)裝有碳勢骨架(2)，固環(huán)(3)將其固緊。碳勢鐵絲(4)并繞在碳勢骨架(2)的雙螺旋園弧槽內(nèi)，兩端連有用Φ2－3mm的紫銅絲或純鎳絲制成的碳勢鐵絲引線(5)。內(nèi)套(6)裝在碳勢骨架(2)內(nèi)，絕緣管(7)使碳勢鐵絲引線(5)與內(nèi)套(6)絕緣。內(nèi)套(6)是用金屬材料制成的的密封殼體。溫度骨架(8)裝在內(nèi)套(6)里邊，溫度鐵絲(9)并繞在溫度骨架(8)的雙螺旋園弧槽內(nèi)，繞向與碳勢鐵絲(4)相同。溫度鐵絲(9)兩端連有用Φ1－2mm的紫銅絲或純鎳絲制成的溫度鐵絲引線(10)。用耐火纖維與結(jié)合劑制成的密封圈(11)用來密封內(nèi)套(6)和溫度鐵絲引線(10)，墊圈(12)壓在密封圈(11)上傳遞壓力，壓環(huán)(13)用來壓緊密封圈(11)。
參照圖2，主要結(jié)構(gòu)同Ⅰ型，其不同處在于內(nèi)套(6)是用石英管制成的封閉容器。密封圈(11)是為了防止Na等一價金屬元素與石英形成低熔點(diǎn)共晶使其高溫絕緣性能迅速下降，以保證溫度鐵絲(9)在高溫時處于良好的絕緣狀態(tài)。
參照圖3，內(nèi)套(6)是將溫度鐵絲(9)繞在溫度骨架(8)上后在外邊涂的一層陶瓷保護(hù)膜，以防止高溫時氧化。陶瓷在800℃以上軟化，消除了應(yīng)力對電阻值的影響。由于內(nèi)套(6)是陶瓷涂層，不需密封圈、墊圈和壓環(huán)。
Ⅰ型探頭的優(yōu)點(diǎn)是溫度鐵絲裝配方便。Ⅱ型的優(yōu)點(diǎn)是溫度鐵絲密封可靠，壽命長。Ⅲ型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，可消除應(yīng)力對電阻值的影響。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡單，精確度高，使用計(jì)算方便。
權(quán)利要求1.一種在氣體滲碳爐內(nèi)碳勢控制系統(tǒng)中作為碳墊傳感器的差模式電阻法碳勢探頭，其特征在于探頭的傳感器是由兩根完全相同的細(xì)鐵絲組成，碳勢鐵絲(4)并繞在外套(1)內(nèi)的碳勢骨架(2)上，溫度鐵絲(9)用同樣方法并繞在密封于內(nèi)套(6)里的溫度架(8)上，內(nèi)套(6)里充惰性氣體或抽真空。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差模式電阻法碳勢探頭，其特征是所述的內(nèi)套用金屬材料制成的密封殼體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差模式電阻法碳勢探頭，其特征是所述的內(nèi)套用石英管制成的封閉容器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差模式電阻法碳勢探頭，其特征是所述的內(nèi)套有密封的陶瓷保護(hù)膜。
專利摘要本實(shí)用新型是對電阻法碳勢探頭的改進(jìn)。改進(jìn)后的探頭傳感器是由兩根相同的細(xì)鐵絲組成，一根在爐中測碳勢，一根密封代替熱電偶進(jìn)行溫度探測。在同一溫度下，兩鐵絲電阻之差就可表示爐內(nèi)的碳勢?？赏ㄟ^電橋和運(yùn)算放大器將差模信號取出，也可通過數(shù)字表電路測電阻的方法測其電阻之差，電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理取得。本探頭結(jié)構(gòu)簡單，精確度高，使用方便。
文檔編號G01N27/04GK2079750SQ9021630
公開日1991年6月26日 申請日期1990年7月13日 優(yōu)先權(quán)日1990年7月13日
發(fā)明者肖雷忠 申請人:中國人民解放軍第7437工廠