[发明专利]一种无焊缝自密封电接点传感装置

说明书

技术领域

本发明涉及热工测量技术，尤其涉及高压锅炉汽包的电接点水位计测量技术，具体涉及一种无焊缝自密封电接点传感装置。 

背景技术

电极式水位测量装置俗称电接点水位计，其水位传感装置原理结构是，以带有有专用接地点的测量筒体为接地极，以插入测量筒内部且与接地部件绝缘的芯杆头为传感极，构成电接点传感装置的固定触点，测量筒内部的水柱或汽柱则是接地式动触点。当汽柱、水柱分别触及芯杆，芯杆对地电阻分别为高阻值、低阻值，且差很大。在芯杆及其引线对地绝缘良好前提下，检测芯杆对地阻值便可以准确检测水位。如果绝缘部件损坏或电接点安装组件泄漏，则传感极被泄漏的汽水短路而失效。 

电接点水位计由取样、传感、电测三个环节串联而成。取样测量筒和电测仪表两环节经过数代技术更新，已经实现了高精度、高可靠性的取样和电测，可靠性余量都很大。而电接点传感装置的可靠性却远低于取样、电测两环节，主要原因是，绝缘管件及其与芯杆连接密封寿命短、易泄漏，电接点与测量筒上的固定座之间连接密封不可靠。 

电接点与测量筒上的固定座之间连接密封不可靠问题已经由20世纪90年代中期出现的柔性自密封电极组件技术彻底地解决了，大幅度提高了电接点水位计可靠性。因此，电力行业热工自动化标准化技术委员会于2004-10-20发布的《火力发电厂锅炉汽包水位测量系统技术规定》规定：“锅炉汽包至少应配置2套电极式水位测量装置”，以用于水位的监视、报警和停炉保护，由此而确定了电接点水位计的必配仪表地位。如若能彻底解决绝缘管件及其与芯杆连接密封不可靠得问题，那么电接点水位计在汽包水位监控保护系统中功能应用便能进一步扩展。 

国产电接点传感装置的绝缘管件及其连接密封寿命短、易泄露的主要原因在于： 

1、绝缘管材质为高纯氧化铝陶瓷，在高温高压汽、水中的抗腐蚀能力较差。氧化铝陶瓷抗腐蚀能力与陶瓷质量密切相关，而陶瓷质量与原料的纯度、添加剂与配方比例、制坯与烧结方法密切相关，因而不同批次的氧化铝陶瓷绝缘管实际寿命长短差别较大。质量好的氧化铝陶瓷绝缘管用于汽、水品质较好的取样环境，其使用寿命可达2-3年；质量差的氧化铝陶瓷绝缘管用于汽、水取样品质虽较差但仍属合格的取样环境，其抗腐蚀能力迅速下降，使用寿命可低至2-3个月，已成为不可用产品。 

2、氧化铝陶瓷绝缘管与接地极、传感极金属以钎焊方式相连接，工艺较复杂，焊缝薄弱。焊接需要在氧化铝陶瓷绝缘管两端制备金属化涂层作为焊缝基础。涂层边缘因 陶瓷被逐渐腐蚀而掏空，导致焊缝泄漏。钎焊需要以热膨胀系数与氧化铝陶瓷相近的可伐合金瓷封件作为焊接过度件，焊料缠绕于金属化涂层与瓷封件配合部位，在纯氢气炉中高温融化钎焊。如此焊接工艺限制了焊缝厚度与宽度而难于提高焊缝寿命，且易导致焊缝有气孔、表面光洁度差而加快腐蚀。尽管可伐合金与氧化铝陶瓷的热膨胀系数相近，但毕竟有差值，在工作温度剧烈变化时会产生较大的热应力，导致焊缝应力疲劳积累而损坏。 

为了延长氧化铝陶瓷电接点的绝缘管及其密封焊缝寿命，人们已经采用等离子喷涂技术在氧化铝陶瓷绝缘管及其焊缝上制备一层0.1～0.4mm氧化锆涂层，可将绝缘管及其密封焊缝寿命延长到20个月以上。但20个月的密封寿命仍小于锅炉的3年大修周期，与取样、仪表两环节相比，寿命与可靠性仍然偏低过多。另外，喷涂技术设备一次性投资高，技术投资的性价比不高。 

氮化硅陶瓷、氧化锆陶瓷的抗腐蚀能力远强于高纯氧化铝陶瓷，且具有良好绝缘性能，机械性能又接近于钢材，是用于电接点水位计绝缘管的好材料，但问题是我国尚无这两种陶瓷与金属的直接钎焊技术，如采用瓷封件过度焊接需要研制所需的新型合金、钎焊钎料，研究试验新的钎焊工艺等。显然氧化锆或氮化硅电接点水位计价格将比氧化铝电接点昂贵得多。 

高级工程塑料，例如聚四氟乙烯等，其工作温度不能超过250℃，不能用于高温高压电接点的绝缘密封，只能用于高压低温电接点绝缘密封。 

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种无焊缝自密封电接点传感装置，旨在解决高温高压环境中使用的电接点传感装置的绝缘管及其封接不可靠、使用寿命短等问题，使电接点传感环节的可靠性接近或高于取样、电测环节。 

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：