徑。底座的功能可以與參照?qǐng)D1至圖6上文所述的外管104的功能類似。
[0056] 參考圖10A和圖10B,根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案示出了溫度探測(cè)器。溫度探測(cè)器包括 棒800、底座902以及覆蓋棒800和底座902的護(hù)套1002。護(hù)套1002可以由CMC材料制成,并且 護(hù)套1002的功能與護(hù)套108的功能類似。線806和808在底座902處離開探測(cè)器并且線806和 808可焊接至延伸線。在具有護(hù)套1002、底座902和棒800的實(shí)施方案中,整個(gè)溫度探測(cè)器可 以由內(nèi)部具有熱電偶線806和808的高溫CMC材料制成,由此使傳感器較不易碎。
[0057]接下來參考圖11,示出了組裝溫度探測(cè)器的步驟的流程圖1100。在方框1101處,在 兩極的線上編織陶瓷纖維。兩極的線可以是高溫?zé)犭娕冀饘伲ɡ?,鉑合金、Pladnei? 等)。陶瓷纖維可以是例如Nextel 720的氧化鋁纖維和/或例如關(guān)于探測(cè)器100所描述的其 他材料。在一個(gè)實(shí)施方案中,圍繞每個(gè)線而圓柱形編織陶瓷纖維。
[0058]在方框1102處,將兩極的線焊接在一起以形成用于溫度探測(cè)器的熱電偶。焊接可 以是沒有填充焊絲的簡(jiǎn)單的熔焊。在組件的該點(diǎn)處,線形成熱電偶。
[0059] 在方框1104處,利用陶瓷基質(zhì)前驅(qū)體來浸漬(infuse)兩個(gè)圓柱形編織物??梢酝?過液體或蒸汽的方式來浸漬編織物。在一個(gè)實(shí)施方案中,應(yīng)用溶膠凝膠工藝來浸漬線。一旦 編織物被浸漬,線就可以被保持在固定裝置中,并且線暴露于升高的溫度(例如,約400°F) 下直到足夠堅(jiān)固以豎置而沒有變形為止。
[0060] 在方框1106處,將經(jīng)浸漬的圓柱形編織物加工成兩個(gè)相鄰的CMC圓柱形棒。在一個(gè) 實(shí)施方案中,在高溫(例如,約1200°C)下對(duì)編織物進(jìn)行處理,以形成貫穿陶瓷纖維而存在的 基質(zhì),在方框1101處的線上編織所述陶瓷纖維。這導(dǎo)致陶瓷基質(zhì)內(nèi)部的陶瓷編織物在線上。
[0061] 在方框1108處,在具有線(例如,CMC子組件)的經(jīng)處理的編織物上纏繞陶瓷編織 物。在經(jīng)編織的線以及熱電偶接點(diǎn)上可以纏繞陶瓷編織物。一旦纏繞,以與在方框1104處的 浸漬類似的方式在方框1109處對(duì)棒進(jìn)行浸漬,并且以與在方框1106處的處理類似的方式在 方框1110處對(duì)棒進(jìn)行處理,以使在經(jīng)處理的線上纏繞的陶瓷編織物變硬。因?yàn)楦鶕?jù)方框 1101至1110被加工成組裝的棒的線、編織物和CMC子組件能夠承受流程圖1100的高溫過程, 所以未改變所得的棒結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。
[0062]在方框1112處,將棒插入到底座中,并且用護(hù)套來覆蓋棒。底座和/或護(hù)套可以是 陶瓷材料,并且底座和/或護(hù)套中的每一個(gè)可以用作根據(jù)圖1至圖7的上文分別描述的外管 104或護(hù)套108。
[0063]接下來參照?qǐng)D12A和12B,根據(jù)本發(fā)明的一些方面示出溫度探測(cè)器的另一實(shí)施方 案。溫度探測(cè)器1200包括擠出部1218(例如,棒)、探測(cè)器底座1204、熱電偶1206、以及布置在 探測(cè)器底座1204、擠出部1218和熱電偶1206上的護(hù)套1202。如所繪,熱電偶接點(diǎn)1208可被露 出以及從護(hù)套1202延伸出。
[0064] 探測(cè)器底座1204包括圓柱形的第一部分1222和截頭圓錐形的第二部分1224。探測(cè) 器底座1204還包括形成為穿過探測(cè)器底座1204的中心的圓柱形通路1205,探測(cè)器底座1204 被配置成容納擠出部1218。在一個(gè)實(shí)施方案中,探測(cè)器底座1204由氧化鋁基材料構(gòu)造。探測(cè) 器底座1204可以包括從護(hù)套1202延伸并且不被護(hù)套1202覆蓋的端部1216。在一個(gè)實(shí)施方案 中,在端部1216上設(shè)置金屬底座,并且通過在圖13處描述的釬焊工藝將所述金屬底座組裝 至探測(cè)器1200。
[0065] 擠出部1218延伸穿過探測(cè)器底座1204的圓柱形通路1205。在一個(gè)實(shí)施方案中,擠 出部1218由氧化鋁基材料構(gòu)造。在一個(gè)實(shí)施方案中,擠出部1218的直徑為約0.125英寸。擠 出部1218包括形成為貫穿擠出部1218的長(zhǎng)度的通道1220,所述通道1220被構(gòu)造成容納熱電 偶1206的線1207,由此使熱電偶線1207隔離以免于暴露于高溫。如所繪,擠出部1218部分地 延伸通過探測(cè)器底座1204的圓柱形通路1205,不過預(yù)期擠出部1218可以完全延伸通過探測(cè) 器底座1204,或替選地不延伸通過探測(cè)器底座1204,使得僅熱電偶線1207延伸通過圓柱形 通路1205。
[0066]熱電偶1206由熱電偶線1207形成,熱電偶線1207延伸通過圓柱形通路1205并且被 插入在通道1220中,在探測(cè)器1200的末端1208處形成有熱電偶接點(diǎn)1209。在一個(gè)實(shí)施方案 中,線1207中的每一個(gè)的直徑為約0.017英寸。熱電偶接點(diǎn)1209可以用作探測(cè)器1200的溫度 感測(cè)機(jī)構(gòu)。如所繪,熱電偶接點(diǎn)1209通過在探測(cè)器1200的遠(yuǎn)端處的末端1208中的開口露出。 [0067] 在探測(cè)器底座1204和擠出部1208的一部分上形成有護(hù)套1202。預(yù)期護(hù)套1202可以 形成在整個(gè)探測(cè)器底座1204上和/或在探測(cè)器1202的末端1208處的熱電偶接點(diǎn)1209上。護(hù) 套1202可以由纖維編織物(例如,Nextel編織物、氧化鋁纖維、氧化鋁基質(zhì)、硅基纖維、硅基 基質(zhì)、硅碳化物基纖維和/或基質(zhì)等)構(gòu)造,纖維編織物可被加工形成陶瓷基質(zhì)復(fù)合材料(例 如,添加陶瓷前驅(qū)體,處理直至變硬,以及在高溫下燒結(jié)等)。
[0068] 探測(cè)器1200包括各種形狀的部。在探測(cè)器1200的近端處是圓柱部1210,其直徑大 于在探測(cè)器1200的遠(yuǎn)端處的圓柱部1214的直徑。部1210與1214之間是直徑朝探測(cè)器1200的 遠(yuǎn)端減小的截頭圓錐部1212。部1210、1212、和1214的構(gòu)造有利地增加了探測(cè)器1200在操作 期間對(duì)施加于探測(cè)器1200的應(yīng)力的耐受性。在一個(gè)實(shí)施方案中,護(hù)套1202在部1210處具有 約0.425英寸的外徑和約0.3英寸的內(nèi)徑。在一個(gè)實(shí)施方案中,護(hù)套1202在部1214處具有約 0.25英寸的外徑和約0.125英寸的內(nèi)徑。探測(cè)器1200沿著部1210、1212和1214的長(zhǎng)度可以為 約2.15英寸。部1210的長(zhǎng)度可以為約0.433英寸,部1212的長(zhǎng)度為約0.539英寸,并且部1214 的長(zhǎng)度為約1.178英寸。在一個(gè)實(shí)施方案中,截頭圓錐部1212的直徑可以以約9度的角度減 小。
[0069] 雖然描繪了三個(gè)部分,但是預(yù)期可以利用其它形狀和構(gòu)造來實(shí)現(xiàn)期望的優(yōu)點(diǎn)。例 如,探測(cè)器可以僅包括兩個(gè)部分,一個(gè)部分的直徑大于另一部分,所述探測(cè)器可以全部為截 頭圓錐形,所述探測(cè)器可以包括四個(gè)或更多個(gè)部分等。在一個(gè)實(shí)施方案中,護(hù)套1202在探測(cè) 器底座1204附近比在探測(cè)器末端1208處厚,以增加對(duì)應(yīng)力的耐受性。本領(lǐng)域技術(shù)人員將從 本文的公開內(nèi)容中理解探測(cè)器的其他形狀和構(gòu)造。
[0070] 接下來參照?qǐng)D13A和13B,描繪了具有金屬底座1301的探測(cè)器1300。類似于關(guān)于圖 12A和12B所描述的特征,探測(cè)器1300包括棒1218、延伸穿過棒1218的熱電偶線1207、探測(cè)器 底座1204、以及形成在棒1218和探測(cè)器底座1204上的護(hù)套1202。探測(cè)器1300還包括由薄壁 內(nèi)管1302和厚壁外管1304構(gòu)造的金屬底座1301。內(nèi)管1302可以被釬焊至探測(cè)器底座1204。 在一個(gè)實(shí)施方案中,內(nèi)管1302在探測(cè)器底座1204的露出的部1216上延伸。在一個(gè)實(shí)施方案 中,內(nèi)管1302的部1303在探測(cè)器底座1204的部1216上延伸,使得在內(nèi)管1302與護(hù)套1202之 間留有空間1305。內(nèi)管1302可以是合金,例如鎳201、哈氏體(Haynes)230等。內(nèi)管1302可以 具有約0.010英寸至約0.015英寸之間的厚度,并且可以具有約0.50英寸的長(zhǎng)度。在內(nèi)管 1302的部1303在探測(cè)器底座1204上延伸的實(shí)施方案中,交疊部1303可以具有約0.10英寸的 長(zhǎng)度。
[0071]內(nèi)管1302可以被釬焊至探測(cè)器底座1204或探測(cè)器1200的其他部分。在這樣的實(shí)施 方案中,內(nèi)管1302的交疊探測(cè)器底座1204的部1303形成釬焊接頭。相比于外管1304,內(nèi)管 1302是薄的,使得探測(cè)器底座1204的陶瓷中的應(yīng)力因釬焊和形成釬焊接頭而保持在最小。 釬焊料可以是高溫活性金屬釬焊料,例如鈀合金。
[0072]厚壁外管1304被描繪為在內(nèi)管1302上。外管1304可以在焊接點(diǎn)1308處被焊接至內(nèi) 管1302。外管1304可以由合金(如哈氏體230的合金或者適合在使用溫度探測(cè)器的高溫應(yīng)用 中使用的其他合金)構(gòu)造。外管1304包括成形為在探測(cè)器1300的護(hù)套1202上延伸的通道 1306。如所繪,外管1304的部1310在護(hù)套1202的一部分上延伸。在一個(gè)實(shí)施方案中,外管 1304的在護(hù)套1202上延伸的部1310靠近護(hù)套1202