[发明专利]铜-康铜热电偶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种温度传感器技术领域，具体涉及一种铜-康铜热电偶及其制备方法。

背景技术

热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。各种热电偶的外形常因需要而极不相同，但是它们的基本结构却大致相同，通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成，通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。

热电偶是通过一定方法将两种不同材质金属丝的一端融化焊接成球状焊点而制备成温度传感器，铜-康铜热电偶是其中最为常用的类型之一。但常用商品化铜-康铜热电偶所使用的金属丝直径一般为1mm左右，最小不小于0.2mm，焊接后加上绝缘层、保护套后，测试端外形直径较大。在某些特定用途下，如微小样品室的温度测试、快速温升的瞬态测试等，需要制备直径很细小金属丝而且测试端外形直径较小的热电偶。

由于直径小于0.2mm金属丝在焊接时存在容易虚焊、断焊、焊接点不容易成球形等，这种超细铜-康铜热电偶在焊接参数上不能采用常用商品化热电偶的制备方法，其制备技术难度大。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种可进行金属丝直径在0.04mm至0.2mm范围的超细铜-康铜热电偶制备方法，并且所制备的热电偶的测试端外形直径小于1mm。

本发明针对直径小于0.2mm超细铜-康铜热电偶制备技术上的难题，通过试验确定了超细热电偶的金属线焊接方法、焊接参数、焊接质量检测方法等。本发明采用以下技术手段：

(1)焊接方法：采用热电偶常用的直流电弧焊接方法，但超细铜-康铜热电偶焊接参数将与其他常用铜-康铜热电偶不同。

(2)焊接参数：将调压变压器调至合适的电压，用碳棒尖头和双绞的热电偶相触，接触时间略为1s，利用尖端放电的电弧把双绞的热电偶两极焊接，对于直径在Φ0.04～Φ0.2mm范围的铜-康铜金属丝的焊接电压在5V-20V范围，直径越大，需要的电压越高。

(3)焊接质量好坏的检测方法：一方面观测焊点的形状，一般焊点为球形表明焊接质量较好，另一方面测试焊接后金属丝的电阻值的变化值，一般电阻变化值小于5Ω。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种铜-康铜热电偶,它包括由铜线导体和康铜线导体焊接而成的热电极；所述的铜线导体直径是0.04mm至0.2mm；所述康铜线导体的直径是0.04mm至0.2mm。

更进一步的技术方案是提供一种铜-康铜热电偶的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：

A、选用直流电弧焊接设备，焊条采用碳棒，所述碳棒与焊件的接触端设置成尖端结构；

B、选取具有漆包绝缘层的铜丝和具有漆包绝缘层的康铜丝，所述铜丝直径小于0.2mm，所述康铜丝直径小于0.2mm；去除铜丝和康铜丝焊接端的绝缘层，将铜丝焊接部和康铜丝焊接部双绞作为焊接端；

C、将铜丝和康铜丝的非焊接端连接变压器的输出端；调节调压变压器电压，用所述碳棒尖端结构部与所述双绞的铜丝和康铜丝焊接部接触；利用尖端放电的电弧把双绞的热电偶两极焊接。

D、焊接后，通过观察焊点的形状，以及测试焊接后所述铜丝和康铜丝的电阻值变化值判断焊接质量。

E、选用相应直径的绝缘导管，将铜丝和康铜丝穿入绝缘导管中，焊点露出在绝缘导管外作为测试端，将铜丝和康铜丝的另外一端打磨去除绝缘层并焊接到接线卡上，并固紧。

更进一步的技术方案是步骤B中所述铜丝直径是0.04mm至0.2mm；所述康铜丝直径是0.04mm至0.2mm。

更进一步的技术方案是步骤C中调节调压变压器电压至5V-20V。

更进一步的技术方案是步骤C中用所述碳棒尖端结构部与所述双绞的铜丝和康铜丝焊接部接触时间为0.8秒至1.2秒。

更进一步的技术方案是步骤C中用所述碳棒尖端结构部与所述双绞的铜丝和康铜丝焊接部接触时间为1秒。

更进一步的技术方案是步骤D中所述焊接后，焊接点的形状是球形；所述焊接后铜丝和康铜丝的电阻值变化值小于5Ω。

更进一步的技术方案是步骤B中选取具有漆包绝缘层的铜丝和具有漆包绝缘层的康铜丝，焊接前先用0号砂纸打磨去除铜丝和康铜丝焊接端的表面绝缘层，再用无水酒精浸渍过的脱脂棉球清理并理直铜丝和康铜丝。

更进一步的技术方案是步骤E中所述测试端直径小于1mm。