[发明专利]测量管道内壁温度的测温装置和方法

说明书

本发明涉及一种测量管道内壁温度的测温装置，包括：热电偶，具有直的热电偶主体和相对于热电偶主体倾斜的测温端；套管，套管的内壁面限定腔体并且套管壁设置有开口，热电偶主体位于腔体内且测温端从开口伸出，开口具有沿套管的中心轴线方向的预定长度；和弹力施加部，布置在套管中，以将测温端偏压向管道内壁。测温装置还包括套设在测温端的端部的铜质保护套，铜质保护套与测温端之间利用绝缘导热胶固定。弹力施加部为绝缘体，或弹力施加部与铜质保护套间隔开，套管为电绝缘套管。本发明还涉及一种测量管道内壁温度的方法，包括步骤：将上述测温装置的测温段放入到管道的腔体内，使得测温装置的测温端基于弹力施加部的弹力而抵压管道内壁。

技术领域

本发明的实施例涉及测量管道内壁温度的测温装置和方法，尤其涉及测量小管径电加热管棒内壁温度的测温装置和方法。

背景技术

在热工流体试验中，尤其是以电加热棒模拟燃料组件的传热试验中，需要测量加热棒的温度。但是，因为会影响流体流动和换热，加热棒外壁面温度无法直接测量。所以，只能测量加热棒的内壁面温度。但加热棒内径尺寸通常在5～10mm，若在各监测点均布置热电偶测温，则狭小的空间无法容纳各热电偶相连的补偿导线。

现有专利中为其他应用场合设计的可移动的测温机构由于电加热棒内空间狭小而无法满足热工试验中测量加热棒内壁温的要求。

因此，存在设计特殊的测温装置的需要，该测温装置能够在管道内壁限定的狭小空间中自由移动以测量内壁任意位置的温度。该测温装置需保证与管道内壁接触紧密。另外，在管道为电加热的情况下(例如管道为电加热棒的情况下)，该测温装置还需要保证优良的绝缘性能。还希望该测温装置在长期工作中不易损坏。

发明内容

为了例如以单根热电偶测量管道的限定狭小空间的内壁的多点处的温度，提出本发明。

根据本发明的实施例的一个方面，提出了一种测量管道内壁温度的测温装置，包括：热电偶，具有直的热电偶主体和相对于热电偶主体倾斜的测温端；套管，套管的内壁面限定腔体并且套管壁设置有开口，所述热电偶主体位于腔体内且所述测温端从所述开口伸出，开口具有沿套管的中心轴线方向的预定长度；和弹力施加部，布置在套管中，以将测温端偏压向管道内壁。

可选地，所述测温装置还包括套设在测温端的端部的导热保护套，导热保护套与测温端之间利用绝缘导热胶固定；弹力施加部为绝缘体，或弹力施加部与导热保护套间隔开；且所述套管为电绝缘套管。导热保护套例如为铜质保护套。

可选地，所述套管本身为由绝缘材料制成的刚性绝缘套管。或者，可选地，所述套管包括内管和外管，所述内管的内壁限定所述腔体，外管为绝缘套管且与内管相对位置固定地套设在内管外部，所述开口包括设置在内管上的第一开口和设置在外管上的第二开口，第一开口与第二开口位置对应，所述测温端经由第一开口从第二开口延伸出。

可选地，所述测温端与热电偶主体成钝角。

可选地，所述热电偶主体与套管的与开口相对的内壁面邻近或接触。

可选地，所述弹力施加部的一端固定到套管内部，另一端在使得所述钝角变小的方向上推压所述测温端。进一步地，所述弹力施加部为一弹片。所述弹片的上端可设置有凹口，所述凹口接收所述测温端。可选地，所述弹力施加部包括：弹性体，弹性体的一端固定到套管的底部；和托体，托体的一端固定在弹性体的另一端，所述托体的另一端支撑测温端。所述托体的另一端可具有倾斜的凹槽部，所述凹槽部的倾斜角度与测温端的倾斜角度对应，凹槽部的横截面为弧形且接收所述测温端。

可选地，所述热电偶主体与套管的与开口相对的内壁面间隔开；所述弹力施加部为在邻近热电偶主体与测温端的连接处设置在所述内壁面与热电偶主体之间的弹性体。

可选地，所述测温装置还包括支撑部，所述支撑部设置在测温装置的外壁以用于维持所述套管的中心轴线相对于所述管道的中心轴线的相对位置，所述套管的中心轴线与所述管道的中心轴线重合。