[发明专利]直线对焊热电偶及测量修正方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量火焰温度技术领域，是一种用于测量火焰温度场的直线对焊热电偶及测量修正方法，通过本发明的直线对焊热电偶及其测量修正方法可以精确测量火焰温度场。

背景技术

用热电偶测量火焰温度时会遇到以下几个问题：1)辐射误差，由于火焰的温度很高，热电偶的辐射误差必须进行修正。2)导热误差，在大部分测温场合，只要热电偶安装合理，其导热误差就可以忽略不计，但是在火焰中由于温度梯度很大，导热误差有时可以高达400℃。因此也必须进行修正。而且作为接触式测量，热电偶在测温过程中会对火焰流场造成干扰。3)热电偶丝受热膨胀变长，使得偶丝在气流的作用下摆动，造成测温误差。

针对以上测量火焰的特点，本发明提供一种直线对焊热电偶及测量修正方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直线对焊热电偶，采用特殊的结构形式以便对火焰流场的影响减至最小，并提供一种测量修正方法可以对热电偶的辐射和导热误差进行修正，以得到准确的火焰温度值。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种直线对焊热电偶，包括偶丝、偶丝接头、细钢管、支撑块、固定螺栓、弹簧和导线，其中，

两根细钢管的近一端部通过固定螺栓固定在支撑块上，其中一根钢管作为固定臂，其位置在测量时保持不变，另一根钢管作为可动臂，能自由活动；

固定臂和可动臂的另一端分别装有偶丝接头，两偶丝接头的一端与穿过两细钢管的导线相连；

偶丝的两端分别通过细螺钉固定在两偶丝接头上；

固定臂和可动臂的一端套有弹簧，通过弹簧对可动臂位置的调节来控制偶丝的拉伸程度，使得偶丝始终保持直线拉伸状态，防止振动。

所述的直线对焊热电偶，其偶丝是用对焊技术焊接。

所述的直线对焊热电偶，其通过弹簧的预紧力来消除热电偶测温过程中偶丝的热膨胀引起的误差。

所述的直线对焊热电偶，其由于测温过程中只有细偶丝穿过火焰，因此对火焰的影响很小。

所述的直线对焊热电偶，测温时，热电偶的测温点由火焰的横截面的左端一点点移动到火焰的右端，测得一系列的温度值。

所述的直线对焊热电偶，对其测量结果，用热电偶的一维能量平衡方程的离散化求解法，进行导热和辐射误差的修正。

本发明通过对能量平衡方程的求解得到修正后的温度值，由于能量平衡方程中考虑了热电偶的导热损失、换热损失和辐射损失，因此修正后的温度值弥补了误差损失，更接近于真实值。

附图说明

图1是本发明直线对焊热电偶的结构示意图；

图2是本发明的数学模型示意图。

具体实施方式

本发明提供的直线对焊热电偶包括对焊偶丝、偶丝接头、细钢管、支撑块、固定螺栓、弹簧和导线，其中：

两根细钢管通过固定螺栓固定在支撑块上，其中一根钢管作为固定臂，其位置在测量时保持不变，另一根钢管作为可动臂，可以自由活动；

固定臂和可动臂的上端分别装有偶丝接头，偶丝接头一端与穿过细钢管的导线相连；

偶丝的两端分别通过细螺钉固定在偶丝接头上；

固定臂和可动臂的末端套有弹簧，通过弹簧对可动臂位置的调节来控制偶丝的拉伸程度，使得测量过程中偶丝始终保持直线拉伸状态，防止振动；

测量过程中偶丝在火焰流场中移动，只有偶丝与流场接触，由于偶丝通常采用较细的直径，所以上述结构形式的热电偶可以使得热电偶对火焰流场的干扰减至最小。

由于热电偶在测量过程存在导热和辐射热损失，因此测得数据与真实温度值存在一定的误差。为了减小和消除这种误差，本发明还提供相应的温度修正程序。

热电偶在测量过程中，满足以下的一维能量平衡方程：