專利名稱：一種高精度感溫探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及溫度探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是適用于測(cè)溫精度高、流體溫度變化快 的測(cè)溫需求的一種高精度感溫探頭。
背景技術(shù)：
溫度是表示物體冷熱程度的物理量，是工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中最普遍、最重要的 熱工參數(shù)之一。測(cè)量溫度方法有接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量之分。接觸式測(cè)量是選擇某一 介質(zhì)與被測(cè)物體相接觸，并進(jìn)熱交換，兩者達(dá)到熱平衡狀態(tài)時(shí)，通過測(cè)量介質(zhì)的相關(guān)物理量 (例如液體的體積，熱電偶的熱電勢(shì)，導(dǎo)體的電阻等)，得到被測(cè)物體的物理量參數(shù)。在溫度 探測(cè)技術(shù)即主要為探頭利用技術(shù)領(lǐng)域中，探頭形式主要有膨脹類、電阻類、熱電類、顯色類 等，特別是電阻類具有非常廣泛的應(yīng)用。針對(duì)溫度這一重要而普遍的參數(shù)，人們做了不少探索與創(chuàng)新，但是很多因素制約 著溫度探測(cè)的準(zhǔn)確性，例如傳統(tǒng)探頭的金屬感溫探頭部分嵌于保護(hù)套管內(nèi)部不與外界直 接接觸，加之信號(hào)傳遞中的一些外界環(huán)境溫度干擾，無可避免會(huì)產(chǎn)生一定的測(cè)量誤差；而保 護(hù)套管與測(cè)溫介質(zhì)溫度往往不一致，保護(hù)套管就會(huì)在溫差作用下散熱或者吸熱，從而導(dǎo)致 了測(cè)量的延時(shí)，探測(cè)過程反應(yīng)遲鈍；在材料的選擇上，套管材料須滿足一定的硬度，密封，耐 腐蝕等條件，由于材料本身特性，保護(hù)套管與感溫探頭不容易實(shí)現(xiàn)連接，連接探頭與套管的 材料更加挑剔，其需要導(dǎo)熱系數(shù)小，黏結(jié)性也要滿足防斷裂等工藝要求。在許多工程領(lǐng)域中對(duì)溫度測(cè)量有較高的要求，例如在地源熱泵土壤熱響應(yīng)測(cè)試 中，地下埋管進(jìn)出口水溫度差可能會(huì)低于2K，此時(shí)使用傳統(tǒng)的測(cè)溫探頭，精度一般在士 IK 左右，在很多情況下這種溫度探頭不能準(zhǔn)確的測(cè)量出進(jìn)出口水溫差，所以這種測(cè)溫探頭不 能滿足測(cè)量要求。除此以外的很多工程領(lǐng)域也存在著類似的情況，所以急需一種精確而廉 價(jià)的測(cè)溫探頭。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種高精度感溫探頭，其通過隔離方式切斷感溫探頭與 保護(hù)套管之間的傳熱聯(lián)系，同時(shí)使感溫器件與測(cè)溫介質(zhì)直接接觸，并同時(shí)阻隔信號(hào)傳遞中 的干擾源，解決目前溫度探測(cè)技術(shù)中保溫套管影響測(cè)溫精度的問題。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題作了進(jìn)一步分 析管道中流體溫度的測(cè)量，是熱工測(cè)量中經(jīng)常遇到的問題，例如管道中水溫度的測(cè) 量。如圖為測(cè)量裝置示意圖，在管道中流過溫度為tg的流體，管道周圍溫度為t2，如果
、<%，就有熱量沿著感受件向外導(dǎo)出，這就是導(dǎo)熱損失。由于存在導(dǎo)熱損失，感受件的溫
度、比流體溫度tg要低些，即產(chǎn)生了導(dǎo)熱誤差tg。(由于保護(hù)套管或測(cè)溫管的直徑不 大，可假定感受件和其外面的保護(hù)套管或測(cè)溫管的溫度一致，都是tg)。根據(jù)傳熱學(xué)原理，可 以得到導(dǎo)熱誤差的關(guān)系式為
權(quán)利要求1.一種高精度感溫探頭，包括探頭部分的感溫絲，與感溫絲連接、用于傳遞電信號(hào)的導(dǎo) 線，保護(hù)套管，其特征是，探頭部分還包括探頭保護(hù)層(4)，感溫絲位于探頭保護(hù)層內(nèi)，感溫 絲(1)與探頭保護(hù)層(4)之間設(shè)有感溫填充材料(9);導(dǎo)線穿過保護(hù)套管內(nèi)部，導(dǎo)線與保護(hù) 套管之間設(shè)有導(dǎo)線隔熱填充材料(8);探頭保護(hù)層與保護(hù)套管之間通過密封圈連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度感溫探頭，其特征是，導(dǎo)線(3)外圍設(shè)有絕緣保護(hù)內(nèi)層(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度感溫探頭，其特征是，保護(hù)套管(2)和絕緣保護(hù)內(nèi)層 (7)之間還設(shè)有絕緣保護(hù)外層(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所屬的高精度感溫探頭，其特征是，導(dǎo)線隔熱填充材料(8)設(shè)在保護(hù) 套管(2 )與絕緣保護(hù)外層(6 )之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高精度感溫探頭，其特征是，保護(hù)套管(2)與密封圈(5) 之間為螺紋連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高精度感溫探頭，其特征是，探頭保護(hù)層(4)與密封圈 (5)之間為硅膠粘合劑連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高精度感溫探頭，其特征是，導(dǎo)線隔熱填充材料(8)為聚氨酯 材料，其將絕緣保護(hù)外層(6)與保護(hù)套管(2)之間的空隙全部填滿。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高精度感溫探頭，其特征是，感溫填充材料(9)為有一 定的機(jī)械強(qiáng)度，并且熱容比較小，導(dǎo)熱系數(shù)較大的陶瓷材料，其將感溫絲(1)與探頭保護(hù)層 (4)之間的空隙全部填滿。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種高精度感溫探頭，該感探頭包括探頭部分的感溫絲，與感溫絲連接、用于傳遞電信號(hào)的導(dǎo)線，保護(hù)套管，探頭部分感溫絲的外部設(shè)有探頭保護(hù)層，感溫絲與探頭保護(hù)層之間填充感溫材料；導(dǎo)線穿過保護(hù)套管內(nèi)部；探頭保護(hù)層與保護(hù)套管之間通過密封圈連接。本實(shí)用新型通過采用上述新型封裝隔離技術(shù)，消除保護(hù)套管以及封裝材料造成的感溫延遲，并阻斷環(huán)境溫度對(duì)感溫器件的傳熱干擾，可以確保探頭只受被測(cè)流體的溫度場(chǎng)作用，探頭測(cè)量溫度就是被測(cè)流體的當(dāng)時(shí)準(zhǔn)確溫度，測(cè)溫精度高、反應(yīng)速度快。該技術(shù)特別適用于測(cè)溫精度、流體溫度變化快的場(chǎng)合，例如對(duì)行腔內(nèi)流體、循環(huán)流體的溫度測(cè)量。
文檔編號(hào)G01K7/00GK201885817SQ20102066362
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者喬衛(wèi)來, 安二銘, 龐麗穎, 徐相梅, 朱晟, 陳九法, 陳軍偉, 高龍 申請(qǐng)人:東南大學(xué)