本發(fā)明涉及一種適用于低溫環(huán)境下的套管式鉑電阻溫度傳感裝置。
背景技術(shù)：
如今，在低溫技術(shù)迅速發(fā)展的時(shí)代，低溫已滲透到很多相關(guān)的科學(xué)研究和應(yīng)用領(lǐng)域中，成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)、科技、軍事和生活發(fā)展不可缺少的支柱力量，低溫測(cè)量技術(shù)是低溫領(lǐng)域的重要研究方向。在低溫流體采用低溫絕熱管道的運(yùn)輸過程中，管道套管式溫度測(cè)量是一種常用的溫度測(cè)量方法。
溫度傳感器的安裝應(yīng)符合測(cè)溫的熱力學(xué)原理。簡(jiǎn)單地說，就是采取措施使溫度傳感器與被測(cè)物體間有良好的熱接觸。在航天低溫推進(jìn)劑液氫液氧的輸送系統(tǒng)中，鉑電阻溫度傳感器不能直接與液氫接觸，故常采用將溫度傳感器置于套管中測(cè)量溫度的方法，而實(shí)際工程中溫度傳感器尾徑(溫度計(jì)保護(hù)管直徑)與溫度傳感器套管內(nèi)徑的配合同溫度測(cè)量誤差有很大的關(guān)系。對(duì)于裝有溫度傳感器套管的溫度計(jì)，溫度傳感器獲得的應(yīng)該是溫度傳感器套管內(nèi)壁輻射的溫度信息，而不是實(shí)際的流體溫度值。小尾徑溫度傳感器同大孔徑溫度計(jì)套管內(nèi)壁間存在較大縫隙，那么溫度傳感器和溫度計(jì)套管之間主要依靠空氣熱傳導(dǎo)溫度信息，由于較大的縫隙提供冷熱空氣不斷對(duì)流的有利空間，即溫度計(jì)套管內(nèi)的空氣不斷通過溫度計(jì)套管暴露在工藝設(shè)備外的部分與外界大氣進(jìn)行熱交換導(dǎo)致大量熱損耗，而且溫度計(jì)套管插入工藝設(shè)備內(nèi)部越短這種熱損耗越嚴(yán)重，造成溫度計(jì)滯后大、示值偏離實(shí)際溫度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種適用于低溫環(huán)境下的套管式鉑電阻溫度傳感裝置，該裝置能夠縮短傳感器熱響應(yīng)時(shí)間，增強(qiáng)傳熱，從而提高溫度的測(cè)量精度。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
一種套管式鉑電阻溫度傳感裝置，從內(nèi)到外依次為鉑電阻溫度傳感器、包裹在鉑電阻溫度傳感器外的真空脂層、套設(shè)在真空脂層外的金屬陶瓷層以及套設(shè)在金屬陶瓷層外的套管組成；其中，鉑電阻溫度傳感器的底部與金屬陶瓷層之間設(shè)有銅彈簧片。
其中，所述套管上端通過法蘭封裝，鉑電阻溫度傳感器的引線接口從套管上端伸出套管外。
其中，所述鉑電阻溫度傳感器由上端開口的不銹鋼套管以及填充于不銹鋼套管內(nèi)的溫度敏感元件和氧化鋁粉層組成，不銹鋼套管的上端通過低溫密封膠封裝。
其中，所述真空脂層的厚度為0.1mm～0.5mm。
其中，所述金屬陶瓷層為氧化物金屬陶瓷層，氧化物金屬陶瓷層的厚度為0.5mm～1.0mm。
其中，所述鉑電阻溫度傳感裝置通過法蘭插入含有待測(cè)液體的低溫管道內(nèi)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案具有的有益效果為：
本發(fā)明套管式鉑電阻溫度傳感裝置通過在鉑電阻溫度傳感器外再套設(shè)一個(gè)氧化物金屬陶瓷材料制作而成的外殼，外殼不需固定且不易脫落，外殼與鉑電阻溫度傳感器之間填充有真空脂層，真空脂層能夠增強(qiáng)鉑電阻溫度傳感器外壁與套管壁間的傳熱，外殼底部設(shè)置有銅彈簧片用來增強(qiáng)鉑電阻溫度傳感器與外界底部間的傳熱；本發(fā)明套管式鉑電阻溫度傳感裝置在測(cè)溫時(shí)能夠保證鉑電阻溫度傳感器與套管間的良好接觸，避免了套管壁與鉑電阻溫度傳感器外表面間是通過空氣進(jìn)行傳熱，本發(fā)明裝置套管壁與鉑電阻溫度傳感器外表面間是通過真空脂層導(dǎo)熱，提高了測(cè)溫效率和溫度測(cè)量精度。
附圖說明
圖1為本發(fā)明套管式鉑電阻溫度傳感裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于此。
如圖1所示，本發(fā)明套管式鉑電阻溫度傳感裝置，插入含有待測(cè)低溫液體的低溫管道11內(nèi)進(jìn)行低溫液體的測(cè)量，通過套管7上端的法蘭9進(jìn)行固定；本發(fā)明套管式鉑電阻溫度傳感裝置從內(nèi)到外依次為鉑電阻溫度傳感器、包裹在鉑電阻溫度傳感器外的真空脂層6、套設(shè)在真空脂層6外的氧化物金屬陶瓷層5以及套設(shè)在氧化物金屬陶瓷層5外的套管7組成，鉑電阻溫度傳感器、真空脂層6、氧化物金屬陶瓷層5和頂部開口的套管7之間緊密接觸；其中，鉑電阻溫度傳感器的底部與氧化物金屬陶瓷層5之間設(shè)有銅彈簧片1，銅彈簧片1具有良好的導(dǎo)熱性能和伸縮性，能與鉑電阻溫度傳感器底部良好接觸；套管7上端通過法蘭9封裝，鉑電阻溫度傳感器的引線接口10從套管7上端伸出套管7外；套管7的軸向長(zhǎng)度與本發(fā)明套管式鉑電阻溫度傳感裝置測(cè)量段伸入低溫管道11內(nèi)的長(zhǎng)度一致。
鉑電阻溫度傳感器由上端開口的不銹鋼套管4以及位于不銹鋼套管4內(nèi)的溫度敏感元件2和氧化鋁粉層3組成，不銹鋼套管4的上端通過低溫密封膠8封裝。
在鉑電阻溫度傳感器表面涂真空脂層6以使鉑電阻溫度傳感器外表面與管道套管7壁間的良好接觸，真空脂層6具有良好的導(dǎo)熱性能和電絕緣性，真空脂層6的厚度為0.1mm～0.5mm；以氧化物金屬陶瓷5作為包裹真空脂層6的保護(hù)外殼，氧化物金屬陶瓷5作為外殼材料既不易脫落而且還具有防腐效果，氧化物金屬陶瓷外殼5的厚度設(shè)置為0.5mm～1.0mm；鉑電阻溫度傳感器的底部與氧化物金屬陶瓷外殼底部5之間設(shè)有銅彈簧片1，銅彈簧片1的截面與鉑電阻溫度傳感器的截面為相同的圓片結(jié)構(gòu)，銅彈簧片1的直徑與鉑電阻溫度傳感器直徑一致，銅彈簧片1未被壓縮時(shí)具有一定豎直高度，當(dāng)其被壓縮時(shí)能與鉑電阻溫度傳感器底部表面良好接觸，同時(shí)銅彈簧片1還具有良好的導(dǎo)熱性能，增強(qiáng)了鉑電阻溫度傳感器與外界底部間的傳熱，最后銅彈簧片1還可靈活地調(diào)節(jié)鉑電阻溫度傳感器伸入套管7內(nèi)的長(zhǎng)度，保證套管7的長(zhǎng)度與測(cè)量段伸入管道11內(nèi)的長(zhǎng)度一致。
現(xiàn)有技術(shù)中鉑電阻溫度傳感器不能與套管內(nèi)壁以及套管底部緊密接觸，導(dǎo)致測(cè)溫效率不高，本發(fā)明套管式鉑電阻溫度傳感裝置能夠有效保證鉑電阻溫度傳感器與低溫管道11上的測(cè)溫套管7的管壁和管底部良好接觸，增強(qiáng)傳熱，減少熱響應(yīng)時(shí)間，提高測(cè)溫精度。通過在鉑電阻溫度傳感器外再套設(shè)一個(gè)氧化物金屬陶瓷材料制作而成的外殼，氧化物金屬陶瓷外殼5與鉑電阻溫度傳感器之間填充真空脂層6，真空脂層6和氧化物金屬陶瓷層5大大增加了管道7壁和鉑電阻溫度傳感器外壁間的傳熱，氧化物金屬陶瓷外殼5底部設(shè)置的銅彈簧片1增強(qiáng)了管道7底部與鉑電阻溫度傳感器底部間的傳熱。
顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。