[发明专利]一种柔性温度测量与过温报警电缆及其制备方法

说明书

技术领域  本发明涉及一种温度传感器，特别涉及一种柔性温度测量与过温报警电缆及其制备方法。

背景技术  温度测量与过温报警电缆作为“线温”和“面温”的测量与过温报警，具有其它温度传感器无法比拟的优点，目前已广泛用于各行各业温度异常的探测与报警，如电缆桥架、电缆沟、储油罐、隧道、通讯机房、仓库等。早期的过温报警电缆是金属铠装的电阻型或融盐型温度报警电缆。电阻型温度报警电缆只能检测是否过热，无法区分一段长的不太高的温升和一段短的较高的温升这两种截然不同的情况。融盐型温度报警电缆报警点精度较高，但它只能判明温度是否越过报警点，不能了解报警前后温度变化趋势。上述两种类型的温度报警电缆一般只用于100℃以上的范围，共同的致命弱点是单支电缆不能太长，否则误差太大，失去实用意义。很多情况下，人们不仅需要对温度变化过程进行实时监控和过温报警，而且要监测的“线”很长，“面”很大。针对这些问题，本专利的解决方案是报警电缆的芯线采用双芯、填充材料用半导体热敏粉、护套采用耐高温塑料。目前国内还未曾见到能成功研发此类温度报警电缆的相关报道。

发明内容  本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种为了克服国内的温度报警电缆在较低温度下无法使用以及对温度变化不能实时监控等的不足，测温范围是室温至200℃，不仅可以用作过温报警，更可以实时测量其沿线上存在的最高温度的柔性温度测量与过温报警电缆及其制备方法，以及柔性温度测量与过温报警电缆正负极间热电势的测量方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种柔性温度测量与过温报警电缆，包括护套层、屏蔽层、绝缘纸、芯线、热敏材料，所述芯线为两条，正极芯线和负极芯线，正极芯线和负极芯线外部都包敷有第一玻纤网管，包敷有玻纤网管的正极芯线和负极芯线并行或对铰放置，在并行或对铰放置的正极芯线和负极芯线外包敷有第二玻纤网管；在正极芯线、负极芯线、玻纤网管上都附着有热敏材料，在第二玻纤网管的外部依次为绝缘纸、屏蔽层和护套层；所述的热敏材料为氧化锰粉体；正极芯线的两端超出所有外包层50mm～100mm形成正极芯线引出端；负极芯线的两端超出所有外包层50mm～100mm形成负极芯线引出端；所述的两引出端的正极芯线引出端与另一端的正极芯线引出端连接；负极芯线引出端与另一端的负极芯线引出端连接。

两芯线间填充有热敏粉，热敏粉均匀附着在载体上，载体玻纤网管有两部分，里面玻纤网管部分将两芯线隔开，外面玻纤网管部分是使里面的芯线和热敏粉紧密接触，载体玻纤网管外是绝缘纸，外面是屏蔽层和护套层。所有部分的直径或密度或厚度均匀。芯线可以是任何在测温范围内具有良好热电性能的金属、非金属或合金对，特别是塞贝克系数较稳定的金属、非金属或合金对。两芯线对铰，铰合节距均匀。载体可以是任何具有良好吸附性的绝缘管网，且可以是重叠的多层。本发明屏蔽采用常用的屏蔽方法：铝箔或铜网外加镀锡金属丝。理论上热敏材料是具有负温度系数的化合物，特别是B值较大的氧化物，如氧化铁、氧化镍、氧化锰、氧化钴等。在本发明中优选的热敏材料为氧化锰。

电缆有两个信号引出端，使用时将两端的正极与正极、负极与负极并联。它的目的是当电缆芯线中间某点断裂时，电缆仍可正常使用，即使有两个以上的断点，引出端至最近的断点之间的部分仍可使用。

当报警电缆沿线上某一点A(也可以是同温度的多点或一段)的温度T1超过电缆线其余部分的温度时，该点的正极芯线和负极芯线间电阻会降低，从而在A点形成一个“临时”热端。“临时”热端起着和普通单接点热电偶的热端相同的作用，此时电缆的两热电极之间产生一个和温度T1相对应的热电动势。如果电缆线上第二个点B出现更高的温度T2(T2＞T1)，该点的正极芯线和负极芯线间电阻会降的比A点更低，则B点两热电极之间形成更为有效的电连接，一个新的“临时”热端在B点产生了，同时热电极之间又输出一个和温度T2相对应的热电动势。电缆输出的热电动势总是和电缆线上存在的最高温度相对应。通过测量电缆的热电动势，即可实现报警，且知道电缆线上的最高温度。

优选的，在绝缘纸和屏蔽层之间设有一条导线，贯穿于整条柔性温度测量与过温报警电缆。导线便于电缆接地。

优选的，所述正极芯线和负极芯线均为标准热电偶丝中K型、N型、E型、S型、R型中的一种。

进一步优选的，所述的正极芯线和负极芯线为K型热电偶丝，即正极为镍铬合金，负极为镍硅合金的热电偶丝，正极芯线和负极芯线的直径为Φ0.3mm～Φ1.0mm。本发明优先选用K型偶丝，与其它可以用做芯线的金属、非金属或合金相比，K型偶丝的塞贝克系数较稳定且廉价。