[发明专利]一种高强度、快响应铂电阻温度传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种温度测量仪器，特别涉及一种高强度、快响应铂电阻温度传感器。

背景技术

铂电阻温度传感器是利用其电阻与温度成一定函数关系而制成的温度传感器，铂电阻温度计热响应时间是指在温度阶跃变化时，一个温度计的电阻值变化至相当该阶跃变化的某个规定的百分比所需的时间。通常使用τ_0.9、τ_0.632和τ_0.5等表示，分别是指达到温度变化90%、63.2%和50%时的滞后时间。响应时间是温度计灵敏度的重要表征。用陶瓷铂电阻敏感元件封装后的温度传感器，因其结构不同，传感器响应时间会有很大的差异。

一些电站用铂电阻温度计，是为电站功率控制系统、保护系统和热工控制系统提供温度信号，在安全性、可靠性、稳定性、完整性以及质量保证方面有极高的要求，不仅要求对温度信号作出快速且准确的反应，并能承受介质环境高温、高压及介质高速冲刷的能力，具有使用寿命长（40～60年），及抗相当烈度地震的能力。

柱形测温电阻温度计中截面积可视为响应时间的比例系数，传统的温度计不能满足既要热响应时间快，又能保持温度计的强度，承受介质高温、高压及高速流体冲刷的技术要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度、快响应铂电阻温度传感器，该传感器适应电站的高温、高压及高速介质流体特殊的工况要求，且热响应时间快。

本发明的技术方案是：

一种高强度、快响应铂电阻温度传感器，感温元件安装在变径感温套管内的小径段，感温元件与感温套管的间隙填充有绝缘材料，内保护管内装有铠装信号电缆引线，铠装信号电缆引线与感温元件连接，感温套管与内保护管焊接，组成温度计芯体，密封管与温度计芯体焊接；锥形外保护管小径端的底部设置有底孔，锥形外保护管小径段沿径向设置有平分圆周的三组导流孔，每一组沿轴向分布有若干个导流孔，外保护管的后端与介质流体管道基座螺纹密封连接；内保护管与外保护管内腔贴合，内保护管与外保护管用Swagelok卡套管接头密封，卡套管接头本体与外保护管焊接。

所述每一组沿轴向分布的导流孔为4个，其截面积总和与底孔的截面积相等。

所述感温元件为柱状陶瓷铂电阻元件。

所述感温套管采用高强度的不锈钢材料制作。

感温元件与感温套管之间填充有绝缘材料为MgO或Al₂O₃或BeO。

所述密封采用前卡、后卡双卡式Swagelok卡套管接头密封。

所述密封管一部分位于外保护管内，另一部分伸出外保护管。

本发明解决了电站高温(400℃)、高压(17～26.5MPa）、高速（4～5m/s）介质环境测温问题，本发明所述铂电阻温度传感器具有稳定性好，强度高，使用寿命长的优点，为国内外首创。

本发明的优点是：

1.采用Swagelok卡套管接头密封，温度计的信号引出采用接插件或是接线盒方式，安装、维护方便；　

2.热响应时间快，达到τ_0.632≤1.5s；

3.可以承受高温达400℃；

4.可以承受高压达17～26.5MPa；

5.可以承受高速介质流体的冲刷，介质流速4-5m/s；

6.可以耐受30g重力加速度的振动强度，并满足地震SSE要求；

7.使用寿命达到40～60年。

本发明所述铂电阻温度传感器应用于电站或类似介质环境，适应于高温、高压，并能承受高速介质流体冲刷及耐受一定烈度地震的工作环境，具有热响应时间快、强度高、精度高的优点。

附图说明

图1为本发明所述铂电阻温度传感器的结构示意图；

图2为温度计芯的示意图；

图3为外保护管、Swagelok卡套管接头组装示意图；

图4为锥形外保护管小径段沿径向设置的导流孔示意图。

图中1为外保护管，2为感温元件，3为感温套管，4为内保护管，5为Swagelok卡套管接头，6为密封管，7为插件或接线盒，8为电缆引线，9为绝缘材料，10为底孔，11为导流孔，12为前卡，13为后卡，14为螺母，15为卡套管接头本体。

具体实施方式