[发明专利]基于复合材料的无冷却式高温传感器

权利要求书

1.基于复合材料的无冷却式高温传感器，包括热电偶丝、绝缘瓷管、外壳、安装法兰与堵头；其特征在于：所述外壳采用C/SiC复合材料，外壳的制备方法如下，

步骤一、用C纤维编织出所需形状的骨架，得到C纤维骨架；

步骤二、在C纤维骨架上用化学气相沉积或化学液相沉积的方式生长出SiC，完成外壳基本结构的生成；

步骤三、在烧结炉中对步骤二所述的外壳基本结构进行烧结，烧结温度为1770K～1870K。

2.如权利要求1所述的基于复合材料的无冷却式高温传感器，其特征在于：对于壁厚在2mm以下的薄壁空心外壳，编织时需要用石墨做芯模，将C纤维编织在石墨芯模上，待SiC生长完成后将石墨芯模清除。

3.如权利要求1或2所述的基于复合材料的无冷却式高温传感器，其特征在于：外壳为一头盲端的中空结构，在非盲端设计有台阶，外壳侧面设计有一排小孔，用于保护热电偶丝的裸露部分和进气；热电偶丝穿入绝缘瓷管后，装入外壳，由于热电偶丝与绝缘瓷管长于外壳，装入后仍有一部分露在外壳之外，在绝缘瓷管和外壳之间填充高温水泥，用于固定和密封，高温水泥的填充深度不小于5mm；安装法兰外形为圆柱体，设计有以其轴线为中心的台阶孔，小孔为光孔，大孔为螺纹孔，台阶孔的大、小内径分别与外壳的大、小外径相匹配，装好热电偶丝和绝缘瓷管的外壳穿入台阶孔，依靠台阶实现外壳与安装法兰之间的定位；堵头为中空的圆柱体，外圆面设计有外螺纹，外螺纹的尺寸与法兰的内螺纹相匹配，堵头与安装法兰之间用螺纹连接，在堵头与安装法兰旋紧的过程中，逐渐将外壳压紧，从而使外壳和法兰固定在一起，同时堵头将热电偶丝和绝缘瓷管的露出外壳部分包覆其中。

4.如权利要求3所述的基于复合材料的无冷却式高温传感器，其特征在于：高温传感器采用外壳无冷却的结构，传感器可设计成单测点或多测点的型式，头部可设计成裸露式、单屏蔽式或半屏蔽式结构。

5.如权利要求3所述的基于复合材料的无冷却式高温传感器，其特征在于：堵头与安装法兰采用高温合金或不锈钢材料。

6.如权利要求3所述的基于复合材料的无冷却式高温传感器，其特征在于：所述偶丝伸出瓷管部分长度与偶丝直径的比值不小于10。

7.如权利要求3所述的基于复合材料的无冷却式高温传感器，其特征在于：所述单屏蔽式结构的高温传感器，出气孔下端与绝缘瓷管的顶端相切。

8.如权利要求1或2所述的基于复合材料的无冷却式高温传感器，其特征在于：所述绝缘瓷管的材料按以下方法选取：当被测温度在1900K以下时，选用Al₂O₃、MgO或BeO，当被测温度在1900K～2100K之间时，采用MgO或BeO。

9.如权利要求1或2所述的基于复合材料的无冷却式高温传感器，其特征在于：所述的偶丝材料按以下方法选取：当被测温度在2000K以下时，偶丝材料选用铂铑30-铂铑6、铂铑40-铂铑20或其它铂铑系、铱铑系贵金属偶丝，当被测温度在2000K～2100K之间时，偶丝材料选用铂铑40-铂铑20或铱铑系贵金属偶丝。