線孔16，前端的通孔21將高溫氣體引入到傳感器的扁平線圈11和高溫合金環(huán)19處，同軸電纜15通過設(shè)在非金屬傳感器骨架12內(nèi)部的引線孔16把扁平線圈11引出，經(jīng)外部傳感器接頭17與前置器2連接，定距環(huán)18、高溫合金環(huán)19在所述預(yù)壓彈簧20的作用下在軸向能夠自由運動。
[0028]本發(fā)明高溫溫度傳感裝置的最高工作溫度由電渦流溫度傳感器探頭I中的扁平線圈11、非金屬傳感器骨架12、保護套13、固定套14、同軸電纜15、定距環(huán)18、高溫合金環(huán)19、預(yù)壓彈簧20等材料的最高工作溫度決定，所以需要按照最高測量溫度來選擇扁平線圈11、非金屬傳感器骨架12、保護套13、固定套14、同軸電纜15、定距環(huán)18、高溫合金環(huán)19、預(yù)壓彈簧20及固定膠的材料。
[0029]如圖3所示，本發(fā)明高溫溫度傳感裝置中的前置器2，包括高頻振蕩電路、變換及檢測電路和輸出轉(zhuǎn)換電路。高溫電渦流溫度傳感器探頭I通過傳感器接頭17與高頻振蕩電路及前置器2中的變換及檢測電路相連；其中，高頻振蕩電路為電渦流溫度傳感器探頭I施加激勵電流；變換及檢測電路將電渦流溫度傳感器探頭I的等效阻抗、電感或品質(zhì)因數(shù)轉(zhuǎn)換為包含溫度信息的電壓信號；輸出轉(zhuǎn)換電路對該電壓信號進行電壓轉(zhuǎn)換后輸出。
[0030]本實施方式中電渦流溫度傳感器探頭I前端的扁平線圈11在高頻振蕩電路的激勵作用下，在扁平線圈11周圍產(chǎn)生一個高頻磁場，位于扁平線圈11附近的高溫合金環(huán)19內(nèi)部就會形成電渦流，被高溫合金環(huán)19中的電渦流所產(chǎn)生的交變磁場使傳感器線圈11中的等效阻抗、電感或品質(zhì)因數(shù)等參數(shù)發(fā)生變化。電渦流傳感器探頭扁平線圈11的等效阻抗、電感或品質(zhì)因數(shù)不僅與高溫合金環(huán)的電阻率、磁導(dǎo)率以及幾何形狀有關(guān)，而且還與扁平線圈11的幾何參數(shù)、高頻振蕩電路的頻率及扁平線圈11被測導(dǎo)體間的距離有關(guān)。由于扁平線圈11與高溫合金環(huán)19間的距離已經(jīng)通過定距環(huán)18以及預(yù)壓彈簧20的作用始終保持不變，那么扁平線圈11中的等效阻抗、電感或品質(zhì)因數(shù)就成為扁平線圈11的環(huán)境溫度的單值函數(shù)，且在一定的范圍內(nèi)具有線性關(guān)系。那么在線性范圍內(nèi)，用變換及檢測電路就可以把扁平線圈11的環(huán)境溫度的變化轉(zhuǎn)化為電壓的變化，最后經(jīng)過輸出轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)化為所需要的電壓范圍。
[0031]上述的對實施例的描述是為便于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對上述實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于上述實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對于本發(fā)明做出的改進和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于電渦流的高溫溫度傳感裝置，包括:電渦流溫度傳感器探頭和前置器，所述的電渦流溫度傳感器探頭通過高溫同軸電纜與前置器相連；其特征在于: 所述的電渦流溫度傳感器探頭用于在前置器的高頻激勵作用下產(chǎn)生高頻磁場，通過感應(yīng)探頭導(dǎo)體中電渦流所產(chǎn)生的交變磁場對自身內(nèi)部線圈的作用，以向前置器輸出包含探頭導(dǎo)體環(huán)境溫度信息的等效阻抗信號、電感信號或品質(zhì)因數(shù)信號； 所述的前置器用于將所述的等效阻抗信號、電感信號或品質(zhì)因數(shù)信號轉(zhuǎn)換為包含溫度信息的電壓信號，進而對該信號進行電壓轉(zhuǎn)換后輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫溫度傳感裝置，其特征在于:所述的電渦流溫度傳感器探頭包括扁平線圈、傳感器骨架、固定套、保護套、定距環(huán)、高溫合金環(huán)和預(yù)壓彈簧；其中，所述的傳感器骨架安裝于固定套的內(nèi)孔中，所述的扁平線圈繞制于傳感器骨架露出固定套的一端，傳感器骨架露出固定套的部分以及扁平線圈、高溫合金環(huán)、定距環(huán)和預(yù)壓彈簧均通過保護套包裹，扁平線圈與保護套之間以及傳感器骨架與固定套之間均采用高溫膠粘合固定，所述的高溫合金環(huán)位于扁平線圈的前端且兩者通過定距環(huán)隔開；所述的預(yù)壓彈簧一端作用于高溫合金環(huán)上，另一端作用于保護套端部內(nèi)側(cè)，所述的扁平線圈通過高溫同軸電纜與前置器相連，高溫合金環(huán)即為所述的探頭導(dǎo)體。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫溫度傳感裝置，其特征在于:所述的扁平線圈、傳感器骨架、定距環(huán)、高溫合金環(huán)、預(yù)壓彈簧、固定套、保護套和高溫同軸電纜均采用耐高溫材料。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫溫度傳感裝置，其特征在于:所述的保護套端部開有導(dǎo)熱孔。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫溫度傳感裝置，其特征在于:所述的傳感器骨架在扁平線圈位置處徑向開設(shè)有若干個小孔，傳感器骨架前端和后端軸向分別對應(yīng)開有導(dǎo)熱孔和引線孔，所述的導(dǎo)熱孔用于將外部高溫氣體引入到扁平線圈和高溫合金環(huán)處，所述的引線孔用于引出高溫同軸電纜使偏平線圈與前置器連接。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫溫度傳感裝置，其特征在于:所述的定距環(huán)采用對溫度不敏感的非金屬材料制成，定距環(huán)的內(nèi)外徑尺寸分別對應(yīng)與導(dǎo)熱孔的尺寸和保護套的內(nèi)徑配合。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫溫度傳感裝置，其特征在于:所述的高溫合金環(huán)采用對溫度不敏感的金屬材料制成，高溫合金環(huán)的內(nèi)外徑尺寸分別對應(yīng)與導(dǎo)熱孔的尺寸和保護套的內(nèi)徑配合。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫溫度傳感裝置，其特征在于:所述的預(yù)壓彈簧采用對溫度不敏感的金屬材料制成，預(yù)壓彈簧的內(nèi)外徑尺寸分別對應(yīng)與導(dǎo)熱孔的尺寸和保護套的內(nèi)徑配合，預(yù)壓彈簧為若干碟簧組成或為一個卷簧。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫溫度傳感裝置，其特征在于:所述的前置器包括高頻振蕩電路、變換及檢測電路和輸出轉(zhuǎn)換電路；其中: 所述的高頻振蕩電路與電渦流溫度傳感器探頭相連，其用于為電渦流溫度傳感器探頭施加激勵電流； 所述的變換及檢測電路與電渦流溫度傳感器探頭相連，其用于將電渦流溫度傳感器探頭的等效阻抗信號、電感信號或品質(zhì)因數(shù)信號轉(zhuǎn)換為包含溫度信息的電壓信號； 所述的輸出轉(zhuǎn)換電路與變換及檢測電路相連，其用于對上述電壓信號進行電壓轉(zhuǎn)換后CO
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于電渦流的高溫溫度傳感裝置，包括電渦流溫度傳感器探頭和前置器；電渦流溫度傳感器探頭包括扁平線圈、傳感器骨架、固定套、保護套、定距環(huán)、高溫合金環(huán)、預(yù)壓彈簧、同軸電纜和接頭；傳感器骨架安裝于固定套的內(nèi)孔中，扁平線圈繞制于傳感器骨架露出固定套的一端，高溫合金環(huán)位于高溫線圈的前端，高溫合金環(huán)與傳感器骨架之間用定距環(huán)隔開，預(yù)壓彈簧一端作用在高溫合金環(huán)上，另一端作用在固定套上，扁平線圈的接頭通過同軸電纜與外部的接頭相連。本發(fā)明高溫溫度傳感裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，解決了一般的高溫溫度傳感器系統(tǒng)復(fù)雜、價格昂貴的不足，從而使高溫環(huán)境下溫度的測量變得十分方便，便于工程中廣泛的應(yīng)用。
【IPC分類】G01K7/36
【公開號】CN105157869
【申請?zhí)枴緾N201510262560
【發(fā)明人】祝長生
【申請人】浙江大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年5月21日