[实用新型]一种基于电涡流的高温温度传感装置

说明书

技术领域

本实用新型属于温度测量技术领域，具体涉及一种基于电涡流的高温温度传感装置。

背景技术

目前，高温环境下温度的检测有多种方法，如热敏电阻温度传感器、热电偶温度传感器、光纤温度传感器等。如公开号为CN103698042A的中国专利提出一种高温温度传感器，包括依次设置的感温元件组件、安装套、插座、插头和尾附件；感温元件组件包括防护套和设于该防护套内部的感温元件、绝缘衬套,感温元件引线与内部导线焊接后穿入绝缘衬套；感温元件组件尾部用高温水泥密封；安装套前端设有与防护套焊接的定位卡口；感温元件检测的温度信号通过插座、插头、尾附件传送给控制器。上述高温温度测量感温元件采用铂热电阻，测量精度高，但是这些温度传感器存在的问题是信号长距离输出困难，测量精度会随着输送长度的增加下降或测量系统成本增大。

电涡流传感器由于具有非接触、灵敏度高、结构简单、长距离输送方便等众多优点，在检测领域得到了广泛的应用。电涡流传感器通过探头线圈与被测材料间的电磁耦合，将探头线圈与被测材料间的电参数，如阻抗、电感及品质因数，转变为电信号进行输出。一般由探头、高频电缆和前置器组成。

普通的电涡流传感器大都用来进行探头线圈与被测材料间间隙的测量。实际上传感器探头线圈与被测材料间的等效阻抗、电感以及品质因数不仅随着探头线圈与被测材料间的间隙发生变化，而且还随传感器探头环境温度变化。如果保持探头线圈与被测材料间的间隙恒定，那么传感器探头线圈与被测材料间的等效阻抗、电感以及品质因数就为传感器探头处温度的单值函数，可以用于温度的测量。

发明内容

针对现有技术所存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种基于电涡流的高温温度传感装置，能够用于测量高温环境下的温度且结构简单，成本低廉。

一种基于电涡流的高温温度传感装置，包括：电涡流温度传感器探头和前置器，所述的电涡流温度传感器探头通过高温同轴电缆与前置器相连；

所述的电涡流温度传感器探头用于在前置器的高频激励作用下产生高频磁场，通过感应探头导体中电涡流所产生的交变磁场对自身内部线圈的作用，以向前置器输出包含探头导体环境温度信息的等效阻抗信号、电感信号或品质因数信号；

所述的前置器用于将所述的等效阻抗信号、电感信号或品质因数信号转换为包含温度信息的电压信号，进而对该信号进行电压转换后输出。

所述的电涡流温度传感器探头包括扁平线圈、传感器骨架、固定套、保护套、定距环、高温合金环和预压弹簧；其中，所述的传感器骨架安装于固定套的内孔中，所述的扁平线圈绕制于传感器骨架露出固定套的一端，传感器骨架露出固定套的部分以及扁平线圈、高温合金环、定距环和预压弹簧均通过保护套包裹，扁平线圈与保护套之间以及传感器骨架与固定套之间均采用高温胶粘合固定，所述的高温合金环位于扁平线圈的前端且两者通过定距环隔开；所述的预压弹簧一端作用于高温合金环上，另一端作用于保护套端部内侧，所述的扁平线圈通过高温同轴电缆与前置器相连，高温合金环即为所述的探头导体。

进一步地，所述的扁平线圈、传感器骨架、定距环、高温合金环、预压弹簧、固定套、保护套和高温同轴电缆均采用耐高温材料。

进一步地，所述的保护套端部开有导热孔。

进一步地，所述的传感器骨架在扁平线圈位置处径向开设有若干个小孔，传感器骨架前端和后端轴向分别对应开有导热孔和引线孔，所述的导热孔用于将外部高温气体引入到扁平线圈和高温合金环处，所述的引线孔用于引出高温同轴电缆使偏平线圈与前置器连接。

进一步地，所述的定距环采用对温度不敏感的非金属材料制成，定距环的内外径尺寸分别对应与导热孔的尺寸和保护套的内径配合。

进一步地，所述的高温合金环采用对温度不敏感的金属材料制成，高温合金环的内外径尺寸分别对应与导热孔的尺寸和保护套的内径配合。

进一步地，所述的预压弹簧采用对温度不敏感的金属材料制成，预压弹簧的内外径尺寸分别对应与导热孔的尺寸和保护套的内径配合，预压弹簧可以为若干碟簧组成或为一个卷簧。

所述的定距环和高温合金环在所述预压弹簧的作用下在轴向能够自由运动。

所述的前置器包括高频振荡电路、变换及检测电路和输出转换电路；其中：

所述的高频振荡电路与电涡流温度传感器探头相连，其用于为电涡流温度传感器探头施加激励电流；

所述的变换及检测电路与电涡流温度传感器探头相连，其用于将电涡流温度传感器探头的等效阻抗信号、电感信号或品质因数信号转换为包含温度信息的电压信号；