[发明专利]一种燃气温度传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于温度测量技术领域，具体涉及一种用于测量燃气温度的温度传感器。

背景技术

在新一代液体火箭发动机研制过程中，需要对高压和强振动、冲击环境下的燃气介质进行温度测量。

现有热电偶温度传感器包括：壳体，热偶丝，套管(套管采用石英纤维套管)，玻璃粉以及压套组成；其中，壳体内腔直径为3.2mm，两根热偶丝分别穿套直径1.1mm的石英纤维套管后插入壳体内部，之后在壳体内腔灌封玻璃粉。该种结构有以下两个问题：

1、因石英纤维套管直径较大且表面粗糙，使得壳体内腔灌封空间较小，灌封过程中玻璃粉不易流入壳体底部，测温端封存部分气体，影响温度传感器的使用。

2、为满足高压燃气环境下的测温要求，传感器壳体必须采用高温合金。壳体与压套装配后，在压套边缘使用激光焊接将两者有效连接，但是，实际使用时发现，高温合金焊接性能不良，在焊接处硬度过高、有微裂纹存在，在高压和强振动、冲击环境下使用该温度传感器极容易损坏。

另外，上述温度传感器的制作工艺也存在问题：现有温度传感器的玻璃粉灌封工艺为1次灌封，因传感器壳体较长(一般为88mm)，灌封过程中玻璃粉1次灌入，使测温端气体不易排出。另外，玻璃粉灌封后需对玻璃粉进行烧结工艺，具体流程是：从室温加热至100℃，用时约30min，保温45min；再从100℃加热至550℃，用时约1.5h，保温45min后产品随炉冷却。此烧结工艺不能使玻璃粉充分软化，熔融态玻璃不能完全填充测温端，使玻璃粉烧结后在测温端形成较大空隙，在强振动、冲击的环境下，热偶丝疲劳断裂。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种结构简单、制造工艺合理并且能够在高压、强振动、冲击环境下保证其良好性能的温度燃气传感器。

本发明解决技术问题的技术方案是：

本发明提供了一种燃气温度传感器，包括壳体，两根热偶丝，、套管、玻璃粉以及压套；其改进之处是：所述套管为无碱玻璃纤维套管；所述无碱玻璃纤维套管的直径为0.7mm。

上述壳体上端设置有外螺纹；所述压套内部设置有与壳体上端外螺纹相适配的内螺纹；所述压套的侧壁上开设有通孔。

根据上述燃气温度传感器的结构特点，现给出该燃气温度传感器的制造方法，包括以下步骤：

1)装配:

将两根热偶丝分别穿套无碱玻璃纤维套管，再将穿套两根热偶丝无碱玻璃纤维套管插装入壳体内，然后将两根热偶丝伸出无碱玻璃纤维套管的部分通过氩弧焊与壳体测温端进行焊接，形成温度传感器的结构本体；

2)灌封:

2.1)一次灌封:通过锥形热缩套管(该套管为工装)将0.5±0.1g玻璃粉通过壳体的上端灌满壳体内部；

2.2)二次灌封:通过锥形热缩套管将1±0.1g玻璃粉通过壳体的上端灌至距壳体出口2mm的位置；

2.3)三次灌封:通过锥形热缩套管将0.5±0.1g玻璃粉通过壳体的上端灌至距壳体出口4mm的位置；

3)烧结:

3.1)升温阶段:

将灌封温度传感器的结构本体放入加热炉中，首先用170至190min将炉内温度从室温升至350±10℃；再用50至70min升温至450±10℃，保温60±10min；最后用30至50min将炉内升温至520±10℃，保温60±10min后开始对炉内降温；

3.2)降温阶段:

先用120±20min将炉内降温至350±10℃；然后使温度传感器本体自然冷却至室温；

4)固定:

先在压套的内螺纹上涂螺纹胶，再将压套安装在壳体的上端；然后通过压套上的通孔，将壳体上端的外螺纹破坏，温度传感器制造完成。

本发明的优点在于：

1、本发明利用无碱玻璃纤维套管代替现有技术中的石英纤维套管，利用其自身的直径小和表面光滑等特点，增大了壳体内部的灌封玻璃粉的空间，便于玻璃粉灌满壳体内。

2、本发明压套和壳体通过螺纹连接并涂胶的方式，解决了现有技术中压套和壳体通过焊接方式固定会出现微裂纹的问题，同时，利用压套的通孔破坏壳体的外螺纹，有效防止了螺纹松动。

3、本发明采用的制造方法，使得壳体内能够充分的灌满玻璃粉，避免了壳体内部残留大量气体，进一步的提高了温度传感器的抗高压、抗振动、抗冲击能力。

附图说明

图1为本发明温度传感器的结构简图。

具体实施方式