[发明专利]在高温容器的壳体的内壁上安装热电偶的方法

说明书

一种在高温容器的壳体的内壁上安装热电偶的方法，包括如下步骤：在高温容器的壳体的内壁上形成凹槽，凹槽包括第一凹槽部和第二凹槽部；将第一凹槽部的周围加热至预定温度；将热电偶放入所述凹槽中，其中热电偶的感应部位于第一凹槽部内，与感应部电连接的接线部位于第二凹槽部内；在第一凹槽部中施加处于熔融状态的钎焊材料；将钎焊材料冷却固化形成钎焊导热块，使得钎焊导热块连接热电偶的感应部及第一凹槽部的壁面；打磨所述钎焊导热块，使得钎焊导热块的外表面与壳体的内壁面平齐；以及将固定压片固定在第二凹槽部中与接线部对应的部位。利用这种热电偶，可以快速、准确、高精度地测量容器的内壁面的温度，且不影响容器内流体的原有流动状态。

技术领域

本发明涉及一种高温容器，更具体地说，涉及一种在高温容器的壳体的内壁上安装微型热电偶的方法。

背景技术

为准确测量高温容器内壁面的温度，需要考虑将测温装置的测温响应时间及测温装置对容器的内壁面流体流场的影响将至最低。为此，需要在高温容器的内壁面安装极细铠装热电偶，安装工艺需保证测温处内壁面的平整性，不影响高温容器内流体的流动及温度分布。需要牢固地测温热电偶，以在高温环境及有内部流体流动冲击的条件下使用热电偶实现温度测量，同时兼顾测量的可操作性。另外，在降低安装热电偶的过程中，应当避免热电偶因高温断毁或因外力冲击导致保护铠装破裂致使热电偶绝缘性能降低等现象的发生。

在现有技术的第一种安装方法中，采用电弧焊(常见为氩弧焊)工艺。详细而言，将热电偶安装到高温容器内壁面上，将操作过程中，容器的内壁面经历局部高温处理。这种电弧焊方法简单易行，对安装环境、工具、工序等要求低。但是，由于需要500度以上的电弧焊接温度，难以对焊接点进行精确铠装。特别是，对于热电偶丝的材质熔点较低的热电偶，如T型热电偶等，易在安装过程中导致热电偶偶丝熔断。而对于极细热电偶也极易造成保护铠装熔断，难以实现安装操作。

在现有技术的第二种安装方法中，采用钎焊工艺。详细而言，直接采用钎焊工艺将热电偶焊接在容器壁上。由于钎焊工艺要求对被焊接面和焊料进行充分预热，在大型容器中对容器整体进行预热很难实现，对容器进行局部直接加热虽可实现，但容器与空气接触面积大，散热快，较难精确控制焊接温度。另外，焊接过程预热温度需接近或高于钎焊料熔点，常用焊料熔点在几百至一千摄氏度。这样，在安装过程中，预热 温度高易使极细铠装热电偶因受高温而损坏。预热不足安装强度差，热电偶极易脱落。

在现有技术的第三种安装方法中，采用热电偶端部焊接集热块工艺。详细而言，在热电偶感温端通过激光焊接等方法预先焊接金属集热块，安装时，将集热块焊接于容器壁面完成安装。由于集热块的存在，影响了容器的内壁面测温区域的流体流动，使得测量装置本身影响了流体在容器内的局部流动，无法较为真实的测量内壁面温度。进一步地，由于集热块储热等原因将会导致热电偶测温响应时间增长，影响瞬态壁面温度测量的精度与效果。另外，通过激光焊等方式将热电偶焊接于集热块，焊接过程瞬时温度高，极细热电偶在焊接过程中损毁率高，且对于极细热电偶操作可行性很低。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种在高温容器的壳体的内壁上安装热电偶的方法，所安装的热电偶可以快速、准确、高精度地测量容器的内壁面的温度，且不影响容器内流体的原有流动状态。

根据本发明一个方面的实施例，提供一种在高温容器的壳体的内壁上安装热电偶的方法，包括如下步骤：

在高温容器的壳体的内壁上形成凹槽，所述凹槽包括第一凹槽部和第二凹槽部；

将所述第一凹槽部的周围加热至预定温度；

将热电偶放入所述凹槽中，其中热电偶的感应部位于第一凹槽部内，与感应部电连接的接线部位于第二凹槽部内；

在第一凹槽部中施加处于熔融状态的钎焊材料；

将钎焊材料冷却固化形成钎焊导热块，使得钎焊导热块连接热电偶的感应部及第一凹槽部的壁面；