專利名稱：熱電偶用保護(hù)管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱電偶用保護(hù)管，尤其涉及一種適用于在測量管道 內(nèi)高溫高速流動(dòng)的介質(zhì)的溫度時(shí)，提高耐磨熱電偶使用壽命的熱電偶用保護(hù) 管。
背景技術(shù)：
所謂耐磨熱電偶，也就是熱電偶保護(hù)管采用耐磨合金技術(shù)或結(jié)構(gòu)陶瓷技 術(shù)，提高熱電偶保護(hù)管的耐磨性，從而提高熱電偶的使用壽命，這樣具有特 殊材料保護(hù)管的熱電偶就叫耐磨熱電偶。
一般情況下，結(jié)構(gòu)陶瓷套管的使用
壽命是耐磨合金套管的2—3倍，具體使用壽命要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況而定，以 火力發(fā)電廠一次風(fēng)為例，結(jié)構(gòu)陶瓷套管的使用壽命可達(dá)到1年左右。
熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路，當(dāng)兩 端存在溫度差時(shí)，回路中就會(huì)有電流通過，此時(shí)兩端之間就存在電勢——溫差 電勢。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極，溫度較高的一端為工作端，溫度 較低的一端為自由端，自由端通常處于某個(gè)恒定的溫度下。根據(jù)熱電動(dòng)勢與
溫度的函數(shù)關(guān)系，制成熱電偶分度表；分度表是自由端溫度在0"C時(shí)的條件下 得到的，不同的熱電偶具有不同的分度表，常用有K型、T型、J型、N型、S 型、E型分度號(hào)。在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時(shí)，只要該材料兩個(gè)接 點(diǎn)的溫度相同，熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢將保持不變，即不受第三種金屬接入 回路中的影響。因此，在熱電偶測溫時(shí)，可接入測量儀表，測得熱電動(dòng)勢 后，即可知道被測介質(zhì)的溫度。
在工業(yè)生產(chǎn)中，有時(shí)需要測量管道內(nèi)高溫高速流動(dòng)介質(zhì)的溫度，需用熱 電偶來測量其溫度。但長期以來，不管是用普通熱電偶還是用耐磨熱電偶， 磨損問題都得不到有效的解決，只有被動(dòng)地更換。 一方面提高了企業(yè)的生產(chǎn) 成本，另一方面更換熱電偶是被動(dòng)行為，還給企業(yè)的安全生產(chǎn)帶來了一定的 隱患，也不利于工作人員工作的統(tǒng)籌安排?，F(xiàn)在市場上有各種各樣的耐磨熱電偶，同時(shí)也有各種各樣的耐磨熱電偶的實(shí)用新型，但目前還沒有對耐磨熱 電偶的磨損進(jìn)行檢測保護(hù)的裝置。
不管是何種耐磨熱電偶，在實(shí)際生產(chǎn)過程中一旦熱電偶保護(hù)管磨壞或是 腐蝕，熱電偶芯也就損壞，整支熱電偶也隨之損壞，只有更換一支新的熱電 偶，這樣就大大提高了成本。如果從安全生產(chǎn)角度來考慮，可能損失會(huì)更大。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種熱電偶用保護(hù)管，以便于對 熱電偶用保護(hù)管的磨損情況進(jìn)行檢測，在磨損程度到預(yù)定位置時(shí)便于進(jìn)行預(yù) 警提示。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案采用了一種熱電偶用保護(hù)管， 結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于在熱電偶用保護(hù)管的管壁內(nèi)的設(shè)定壁厚處，埋設(shè)有導(dǎo)線，導(dǎo)線 的進(jìn)線端和出線端均從開口 一端出線。
所述的導(dǎo)線螺旋設(shè)置，設(shè)置圈數(shù)為至少一圈。
所述的導(dǎo)線在軸線方向以單根雙線設(shè)置。
所述的導(dǎo)線分為兩段， 一段軸向設(shè)置在一側(cè)壁內(nèi)，另一端設(shè)置在另一側(cè) 壁內(nèi)，均以單根雙線設(shè)置，兩端的進(jìn)線端和出線端均從開口一端出線。 所述的導(dǎo)線由一側(cè)內(nèi)壁通過保護(hù)管底部繞至另一側(cè)內(nèi)壁。
由于在熱電偶用保護(hù)管的管壁內(nèi)的設(shè)定壁厚處埋設(shè)有導(dǎo)線，導(dǎo)線的進(jìn)線 端和出線端從開口一端出線，使得在熱電偶用保護(hù)管的管壁被磨損到設(shè)定位 置，熱電偶用保護(hù)管的管壁被磨透之前、熱電偶將要但還沒有磨損損壞時(shí)， 導(dǎo)線被磨斷，配套的檢測電路能夠提前檢測出來，提高熱電偶保護(hù)管磨損的 預(yù)見性，及時(shí)提醒人員進(jìn)行處理；當(dāng)熱電偶磨損信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，只是提醒人員 熱電偶將要磨損損壞，實(shí)際上熱電偶并沒損壞，工作仍很正常，所以只需更 換熱電偶保護(hù)管，不用更換整支熱電偶，這樣可以大大降低了成本；另一方 面，工作人員得到提示信號(hào)時(shí)，根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況，可以暫時(shí)不用更換新 的熱電偶保護(hù)管，可以將熱電偶螺栓再旋進(jìn)半周，即旋轉(zhuǎn)1S0。，使熱電偶保 護(hù)管磨損面(即迎風(fēng)面)變?yōu)楸趁?即未磨損面)，背面變?yōu)橛L(fēng)面，從而可 以保證熱電偶的正常運(yùn)行，此時(shí)，如果使用兩側(cè)都帶有導(dǎo)線的保護(hù)管，還可 以利用另一根完好的導(dǎo)線繼續(xù)起到監(jiān)測作用。本實(shí)用新型所具有的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)成本低，使用壽命長，提高安全生產(chǎn)安全系數(shù)，減輕工作人員的勞動(dòng)量。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖3為圖2的A—A剖視圖4為圖2的B向視圖5為本實(shí)用新型的另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖6為圖5的C一C剖視圖7為本實(shí)用新型的第四種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8為實(shí)用新型的檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l (-)材料
材料可采用結(jié)構(gòu)陶瓷氮化硅(Si3N4)材料。
結(jié)構(gòu)陶瓷具用耐高溫、耐磨、耐腐蝕、耐沖刷、抗氧化，耐燒蝕、高溫
下蠕變小等優(yōu)異性能。結(jié)構(gòu)陶瓷按化學(xué)組成可分為氧化物(A1203、 Mg0、 Zr02 等)陶瓷、氮化物(Si3N4、 A1N等)陶瓷、碳化物(SiC、 BX等)。利用氮化 硅(Si3N4)材料的耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐熔金屬腐蝕的性能，在冶金工業(yè) 方面用作鑄造器皿、燃燒舟、坩堝、蒸發(fā)皿和熱電偶保護(hù)管等。氮化硅的強(qiáng) 度很高，硬度也很高，是世界上最堅(jiān)硬的物質(zhì)之一，它的耐溫性較好，強(qiáng)度 可維持到1200° C高溫而不下降， 一直到1900° C才會(huì)分解，而且它具有驚 人的耐化學(xué)腐蝕性能，同時(shí)又是一種高性能的電絕緣材料。采用微波燒成工 藝生產(chǎn)的各種氮化硅陶瓷制品總體性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。 (二)熱電偶保護(hù)管的形狀
耐磨熱電偶保護(hù)管的直徑及長度可以根據(jù)實(shí)際情況而定，常用的耐磨熱 電偶保護(hù)管的形狀及尺寸見圖1。圖中，本實(shí)用新型的一種熱電偶用保護(hù)管， 結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于在現(xiàn)有的熱電偶用保護(hù)管1的管壁內(nèi)的設(shè)定壁厚處，埋設(shè)有螺 旋導(dǎo)線2，螺旋導(dǎo)線圈數(shù)為至少一圈?？紤]到線圈的熱脹性，可以選用銅線小 0.1—0.5，線圈匝密度0.5匝一2匝/厘米。導(dǎo)線的進(jìn)線端和出線端3從開口一端出線。螺旋導(dǎo)線2為在距耐磨熱電偶保護(hù)管內(nèi)壁面0. 3mm—lmm處的單根 雙線匝間不接觸的線圈。 實(shí)施例2
如圖2、圖3、圖4所示，與實(shí)施例1的區(qū)別在于導(dǎo)線在軸線方向設(shè)置， 功能段4設(shè)置在設(shè)定壁厚處，在導(dǎo)線對應(yīng)位置的外壁面上設(shè)置有導(dǎo)線位置標(biāo)
志o
實(shí)施例3
如圖5、圖6所示，與實(shí)施例2的區(qū)別在于所述的導(dǎo)線分為兩段， 一段5 軸向設(shè)置在一側(cè)壁6內(nèi)，另一段7設(shè)置在另一側(cè)壁8內(nèi)，兩導(dǎo)線的進(jìn)線端和 出線端均從開口一端出線。在導(dǎo)線對應(yīng)位置的外壁面上設(shè)置有導(dǎo)線位置標(biāo)志。
實(shí)施例4
如圖7所示，本實(shí)施例中的導(dǎo)線9由一側(cè)內(nèi)壁通過保護(hù)管1底部繞至另 一側(cè)內(nèi)壁。
具體使用過程中，導(dǎo)線進(jìn)、出線端與保護(hù)裝置電路圖的聯(lián)接如圖8所示 導(dǎo)線的兩個(gè)出線端分別接在電路圖的Ui及+Vd。端，不分極性。 此電路圖是典型的CMOS反相器帶一個(gè)激光二極管負(fù)載。
① 當(dāng)Ui二0V時(shí)，VN截止，VP導(dǎo)通。輸出電壓Uo二V。d二3V。 g卩線圈為 斷路狀態(tài)，Ui=0V，這時(shí)熱電偶保護(hù)管將要磨損損壞，此時(shí)線圈己經(jīng)磨斷。如 圖8b狀態(tài)。
② 當(dāng)Ui二3V時(shí)，VN導(dǎo)通，VP截止。輸出電壓Uo二0V。 g卩線圈為通路 狀態(tài)，Ui二3V，熱電偶保護(hù)管處于完好狀態(tài)。如圖8c狀態(tài)。
③ 電路中電阻Ri為限流電阻，電阻R2和電容C構(gòu)成阻容保護(hù)，它們共同 起到保護(hù)激光二極管LD的作用。
在CMOS反相器電路中輸入端的電流約等于零，線圈只起到通路作用， 而沒有電流，所以也不會(huì)產(chǎn)生磁場，也就不會(huì)影響熱電偶的測溫信號(hào)。 CMOS反相器的特點(diǎn)
在狀態(tài)A情況下，對于處于靜態(tài)的CMOS反相器，則由于反向漏電流所造 成靜態(tài)功耗的典型值為廣2nW (lnW=10—9W)。靜態(tài)功耗約等于零，所以供電電 源在上述c狀態(tài)情況下，可以維持很長時(shí)間。圖1所示保護(hù)管與檢測電路連接后，當(dāng)工作人員得到紅色激光二極管所 發(fā)射的紅色光柱提示信號(hào)時(shí)，根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況，可以暫時(shí)不用更換新的
熱電偶保護(hù)管，只用將熱電偶螺栓再旋進(jìn)半周，即旋轉(zhuǎn)180° ，使熱電偶保護(hù) 管磨損面(即迎風(fēng)面)變?yōu)楸趁?即未磨損面)，背面變?yōu)橛L(fēng)面，從而可以 保證熱電偶的正常運(yùn)行，但此次不能檢測到熱電偶保護(hù)管再次磨損的信號(hào)， 應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況，憑實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提前一段時(shí)間進(jìn)行更換熱電偶保護(hù)管。 這樣從另 一個(gè)角度來說相當(dāng)于啟用了 一支備用熱電偶。
熱電偶保護(hù)管的制備方法具體為首先分別制作好熱電偶保護(hù)管內(nèi)、外 層，然后將成形的線圈用膠固牢在熱電偶保護(hù)管內(nèi)層上，再整體放入保護(hù)管 外層內(nèi)，這樣熱電偶保護(hù)這內(nèi)、外層之間有一定的間隙，此間隙用相應(yīng)的結(jié)
構(gòu)陶瓷粉漿填充，最后將熱電偶保護(hù)管整體煅燒400°C—700°C，本實(shí)施例優(yōu) 選為50(TC，使內(nèi)外層成為一體。
權(quán)利要求1、一種熱電偶用保護(hù)管，其特征在于，在熱電偶用保護(hù)管的管壁內(nèi)的設(shè)定壁厚處，埋設(shè)有導(dǎo)線，導(dǎo)線的進(jìn)線端和出線端從開口一端出線。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱電偶用保護(hù)管，其特征在于，所述的導(dǎo)線螺 旋設(shè)置，設(shè)置圈數(shù)為至少一圈。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱電偶用保護(hù)管，其特征在于，所述的導(dǎo)線在 軸線方向以單根雙線設(shè)置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱電偶用保護(hù)管，其特征在于，所述的導(dǎo)線分 為兩段， 一段軸向設(shè)置在一側(cè)壁內(nèi)，另一段設(shè)置在另一側(cè)壁內(nèi)，均以單根雙 線設(shè)置，兩段的進(jìn)線端和出線端均從開口一端出線。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熱電偶用保護(hù)管，其特征在于所述的導(dǎo)線由 一側(cè)內(nèi)壁通過保護(hù)管底部繞至另 一側(cè)內(nèi)壁。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種熱電偶用保護(hù)管，在熱電偶用保護(hù)管的管壁內(nèi)的設(shè)定壁厚處，埋設(shè)有導(dǎo)線，導(dǎo)線的進(jìn)線端和出線端從開口一端出線。由于在熱電偶用保護(hù)管的管壁內(nèi)的設(shè)定壁厚處埋設(shè)有導(dǎo)線，導(dǎo)線的進(jìn)線端和出線端從開口一端出線，使得在熱電偶用保護(hù)管的管壁被磨損到設(shè)定位置，熱電偶用保護(hù)管的管壁被磨透之前、熱電偶將要但還沒有磨損損壞時(shí)，導(dǎo)線被磨斷，配套的檢測電路能夠提前檢測出來，提高熱電偶保護(hù)管磨損的預(yù)見性，及時(shí)提醒人員進(jìn)行處理。
文檔編號(hào)G01K1/08GK201251488SQ20082013803
公開日2009年6月3日 申請日期2008年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月9日
發(fā)明者張偉風(fēng), 陳紅舉 申請人:河南大學(xué)