專利名稱：利用熱效應的物料檢測跟蹤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及應用熱電元件的溫度測量設(shè)備領(lǐng)域，具體為一種利用熱效應的物料檢測跟蹤裝置。
背景技術(shù)：
通常500°C以上的物體稱為高溫物體，冶金行業(yè)中金屬的熔點普遍較高，高溫物料普遍存在，為了實時掌握高溫物料的信息，需要對高溫物料內(nèi)部溫度及當?shù)貭t氣溫度實施檢測和跟蹤。目前對高溫物料的溫度檢測技術(shù)存在以下幾點問題1.測量時間較短，當物料處于1200°c高溫時只能承受4 5小時，然而生產(chǎn)實踐中不乏需要更長加熱過程的高溫物料，這時現(xiàn)有技術(shù)就無能為力。2.測量精度不高，高溫段時誤差更大，甚至在100(TC以上時誤差達到200°C，嚴重偏離實際數(shù)值。3.測量數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，在高溫段經(jīng)常丟失數(shù)據(jù)，造成測量的失敗，即便反復測試也很難達到滿意的效果。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種適用范圍廣、精度高、可靠性高的高溫測量設(shè)備，本實用新型公開了一種利用熱效應的物料檢測跟蹤裝置。本實用新型通過如下技術(shù)方案達到發(fā)明目的一種利用熱效應的物料檢測跟蹤裝置，包括數(shù)據(jù)采集芯片和熱電偶，數(shù)據(jù)采集芯片的信號輸入端連接熱電偶的信號輸出端，其特征是還包括隔離層、相變層、保溫層、冷卻層和遮蔽罩，數(shù)據(jù)采集芯片的外表面包裹隔離層，隔離層內(nèi)抽成真空，隔離層外設(shè)有相變層，相變層內(nèi)充入制冷劑，相變層外設(shè)有保溫層，保溫層內(nèi)填充疏松多孔狀保溫材料，熱電偶的信號輸出端依次穿過保溫層、相變層和隔離層并和數(shù)據(jù)采集芯片的信號輸入端連接， 熱電偶的外側(cè)包裹冷卻層，冷卻層內(nèi)通入流動的空氣或冷卻水，冷卻層和保溫層、相變層以及隔離層之間的間隙都用保溫材料密封，熱電偶的熱電極端用遮蔽罩遮蓋。所述的利用熱效應的物料檢測跟蹤裝置，其特征是隔離層內(nèi)的真空度在 IO-3Pa 1 之間，數(shù)據(jù)采集芯片的信號輸入端采用差分輸入方式。本實用新型在數(shù)據(jù)采集芯片的設(shè)計上重點考慮了小信號的采集和處理，由于熱電偶輸出信號非常微弱，其電壓信號輸出對應與每攝氏度的溫度變化都是從幾微伏到幾十微伏不等，因此對于如此小的信號的提取是溫度精度和準確度的關(guān)鍵。數(shù)據(jù)采集芯片的信號輸入采用儀用高精度差分放大器，該放大器具有固定增益選擇，保證了通道的一致性。同時由于本實用新型將在加熱爐內(nèi)長時間使用，加熱爐內(nèi)的信號存在多種輻射源，因此抗干擾設(shè)計也是至關(guān)重要的，本實用新型中所有的測溫接口都采用防護設(shè)計，對高頻信號有一定的抑制能力，同時采用了差分輸入方式對共模干擾有非常好的抑制能力。本實用新型為確保數(shù)據(jù)采集芯片的正常工作，通過隔離層、相變層和保溫層形成絕熱裝置以延緩熱量向數(shù)據(jù)采集芯片的導入。為了克服熱電偶的分流誤差，對測試過程中的熱電偶進行合理的包扎和冷卻，同時考慮到測量爐氣時加熱爐內(nèi)的干擾輻射，對熱電偶
3進行遮蔽以防止加熱爐體的熱輻射產(chǎn)生的干擾。本實用新型對1200°C的高溫物料可連續(xù)承受8小時，從而獲得更長的測量和跟蹤時間；1000°C以上的高溫段測量誤差在20°C以內(nèi)，精度更高；且高溫段數(shù)據(jù)不丟失更穩(wěn)定。 本實用新型的有益效果是測量時間長，精度高，穩(wěn)定性好，適用范圍廣。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下通過具體實施例進一步說明本實用新型。實施例1一種利用熱效應的物料檢測跟蹤裝置，包括數(shù)據(jù)采集芯片1、熱電偶2、隔離層11、 相變層12、保溫層13、冷卻層21和遮蔽罩3，如圖1所示，具體結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)采集芯片1的外表面包裹隔離層11，隔離層11內(nèi)抽成真空，隔離層11內(nèi)的真空度在KT3Pa IPa之間， 可以用擴散式抽氣機獲得，隔離層11外設(shè)有相變層12，相變層12內(nèi)充入制冷劑，相變層12 外設(shè)有保溫層13，保溫層13內(nèi)填充疏松多孔狀保溫材料，本實施例選用石棉，熱電偶2的信號輸出端依次穿過保溫層13、相變層12和隔離層11并和數(shù)據(jù)采集芯片1的信號輸入端連接，數(shù)據(jù)采集芯片1的信號輸入端采用差分輸入方式，熱電偶2的外側(cè)包裹冷卻層21，冷卻層21內(nèi)通入流動的空氣或冷卻水，冷卻層21和保溫層13、相變層12以及隔離層11之間的間隙都用保溫材料密封，需要測量爐氣溫度時熱電偶2的熱電極端用遮蔽罩遮蓋，測量物體內(nèi)部溫度時直接將熱電偶2的熱電極固定在所測物體中。
權(quán)利要求1.一種利用熱效應的物料檢測跟蹤裝置，包括數(shù)據(jù)采集芯片(1)和熱電偶0)，數(shù)據(jù)采集芯片⑴的信號輸入端連接熱電偶⑵的信號輸出端，其特征是還包括隔離層(11)、相變層(12)、保溫層(13)、冷卻層和遮蔽罩(3)，數(shù)據(jù)采集芯片⑴的外表面包裹隔離層 (11)，隔離層(11)內(nèi)抽成真空，隔離層(11)外設(shè)有相變層(12)，相變層(12)內(nèi)充入熱容較大的制冷劑，相變層(1 外設(shè)有保溫層(13)，保溫層(1 內(nèi)填充疏松多孔狀保溫材料，熱電偶⑵的信號輸出端依次穿過保溫層(13)、相變層(12)和隔離層(11)并和數(shù)據(jù)采集芯片⑴的信號輸入端連接，熱電偶⑵的外側(cè)包裹冷卻層(21)，冷卻層內(nèi)通入流動的制冷劑，冷卻層和保溫層(13)、相變層(12)以及隔離層(11)之間的間隙都用保溫材料密封，熱電偶的熱電極端在測量當?shù)貭t氣溫度時采用遮蔽罩遮蓋。
2.如權(quán)利要求1所述的利用熱效應的物料檢測跟蹤裝置，其特征是隔離層(11)內(nèi)的真空度在 1 之間，數(shù)據(jù)采集芯片(1)的信號輸入端采用差分輸入方式。
專利摘要本實用新型涉及應用熱電元件的溫度測量設(shè)備領(lǐng)域，具體為一種利用熱效應的物料檢測跟蹤裝置。一種利用熱效應的物料檢測跟蹤裝置，包括數(shù)據(jù)采集芯片(1)和熱電偶(2)，數(shù)據(jù)采集芯片(1)的信號輸入端連接熱電偶(2)的信號輸出端，其特征是還包括隔離層(11)、相變層(12)、保溫層(13)、冷卻層(21)和遮蔽罩(3)，數(shù)據(jù)采集芯片(1)的外表面包裹隔離層(11)，隔離層(11)外設(shè)有相變層(12)，相變層(12)外設(shè)有保溫層(13)，熱電偶(2)的外側(cè)包裹冷卻層(21)，熱電偶(2)的熱電極端在測量當?shù)貭t氣溫度時采用遮蔽罩遮蓋。本實用新型測量時間長，精度高，穩(wěn)定性好，適用范圍廣。
文檔編號G01K1/08GK202083484SQ20112013152
公開日2011年12月21日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者李立強, 王林建, 薛根山, 谷碩 申請人:上海寶鋼工業(yè)檢測公司