[发明专利]加热式热电偶液位测量传感器的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器的制备方法，特别涉及一种加热式热电偶液位测量传感器的制备方法。

背景技术

目前，压力容器内的水位测量常采用铠装电缆式传感器进行测量，这种传感器具有如下不足：1、常规的铠装电缆（比如铠装热电偶）不能分辨气液界面；2、常规铠装电缆（比如铠装加热器）也不能分辨出气液界面，不能用于液位测量。现有的加热式热电偶液位测量传感器，采用国外生产的产品，其成本高，维修困难，严重制约了我国液位测量技术的发展。因此，找到一种生产工艺，使其得到的加热式热电偶液位测量传感器即能满足复现性很好，分辨率高，能够满足超负荷试验等要求，在高温高压等恶劣环境下能准确判断液气（汽）界面的技术要求，又能降低生产成本，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的，是提供一种加热式热电偶液位测量传感器的制备方法，采用该方法制得的传感器能够在高温高压下准确判断液气（汽）界面的传感器。本传感器复现性很好，分辨率高，能够满足超负荷试验等要求，在高温高压等恶劣环境下能准确判断液气（汽）界面，并且工艺简单，产品统一性好。

实现本发明所述的技术方案是：

加热式热电偶液位测量传感器的制备方法，有以下步骤： 

1）将加热丝对折，并把对折的一端固定陶瓷管上，另一端等距离双绕在陶瓷管上，随后将加热丝的两端汇于陶瓷管的一端，固定；

2）在步骤1）所述的缠绕有加热丝的陶瓷管外表面涂上一层釉粉，800℃的高温下烧结10分钟,冷却至室温；

3）调节步骤2）所述的经烧结后的陶瓷管上的加热丝的电阻值，使其电阻值为20±0.1Ω，得到加热元件；

4）取具有四个通孔的氧化镁瓷柱在2100℃烧结1小时后，随炉冷却，按照顺时针方向并按照正极热电偶丝、镍引线、负极热电偶丝、镍引线的顺序将其分别装进氧化镁瓷柱的四个通孔中，再将氧化镁瓷柱穿入第二外套管中，组装成铠装电缆初品；

5）将步骤4）所述的铠装电缆初品轧头、拉拔，然后再在800℃退火30分钟,冷却至室温；

6）按照步骤5）所述的方法进行多次轧头、拉拔和热处理，直到第二外套管直径为Φ3.4～Φ3.5mm，停止拉拔，第二外套管与正、负极热电偶丝及镍引线之间的氧化镁瓷柱在拉拔过程中破粹成绝缘粉；

7）将经过步骤6）处理后的铠装电缆剥出两端的正、负极热电偶丝及镍引线，使铠装电缆两端的正、负极热电偶丝及镍引线伸出第二外套管，然后再将该铠装电缆放入烘箱内在300℃烘烤6小时，将伸出第二外套管的一端铠装电缆的正、负极热电偶丝的顶端与第二外套管一起焊接成碰底型热接点，将另一端灌胶密封，烘干、测试，选择热电性能良好，并且热电性能一致的铠装电缆，密封得到铠装电缆成品；

8）取加热元件，将步骤7）所得的铠装电缆成品的热接点插入加热元件内的陶瓷管中，采用氩弧焊，将两根镍引线分别与加热元件一端的加热丝的两个端头焊接连接，要求焊接点光亮、可靠，并将铠装电缆和加热元件放进第一外套管6中，第一外套管的加入元件端灌入绝缘材料后，450℃烘烤2小时，封头焊接并密封有加热元件端，确保焊接端无泄漏，按照要求的尺寸取其长度的铠装电缆，剥出第一外套管远离加入元件端的铠装电缆的正、负极热电偶丝和镍引线，在300℃烘烤6小时，满足绝缘要求后，用胶密封非焊接端，烘干，得到加热式热电偶液位测量传感器。

步骤1）所述的加热丝采用熔点为1400℃，密度为8.4克/立方毫米，延伸率≥20，电阻率1.09±0.05μΩ.m，导热系数为60.3 kj/m.h℃，线胀系数为18的金属材料。

步骤4）所述的镍引线采用熔点为1435～1446℃，比重为8.80～8.95，导热系数为0.56～0.65（100℃）卡/厘米.秒.℃,电阻系数为9.2μΩ.cm～9.7μΩ.cm(20℃)的金属材料。

步骤4）所述的负极热电偶丝采用电阻温度系数为1.13×10^-3/℃～1.25×10^-3/℃，电阻率为0.266μΩ.m～0.275μΩ.m的金属材料。

步骤4）所述的正极热电偶丝采用电阻温度系数为1.03×10^-3/℃～1.16×10^-3/℃，电阻率为0.688μΩ. m～0.755μΩ.m的金属材料。

所述外套管采用不锈钢材料。

步骤5）、6）所述的拉拔过程中，第二外套管直径的变化量≤30%。