[发明专利]一种高温型热式流量传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及气体流量传感器领域，尤其涉及一种高温型热式流量传感器及其制造方法。

背景技术

热式流量计主要应用于工业气体流量的测量与控制，由于其没有可动部件、不易磨损、可靠性强、寿命长、安装简单、因此近几年在国内广泛使用。

目前，从德国、美国进口的热式流量传感器，其核心发热元件基本都是外绕式陶瓷铂电阻，外部包裹直径二点五到三点零的不锈钢保护管，发热元件与保护管内壁存在的缝隙采用金属粉末填充或整体拉伸结构；该热式流量传感器存在以下缺点：由于操作难度大，很难实现；实现时，由于存在金属粉末填充不实以及拉伸缝隙不严的问题，导致发热元件导热不畅，热效率低，无法应用在高温领域。

在国内热式流量传感器行业中，国内产品在低温段(环境温度300℃以下)已经开始使用，而高温段没有产品胜任，其中发明专利申请号为200810012762.8公开了一种热式流量风速传感器，他是由内芯引线，饶组，保护管组成，发热元件采用整体烧结铂电阻担任，外层为金属保护管，在保护管与发热元件之间填充低熔点金属，以增强导热性和稳定性。由于低熔点金属与发热电阻之间的浸润性相差很大，具体操作难度巨大，该传感器在低温时就较难实现，在高温时根本无法实现。据宁波奥琪自动化仪表设备有限公司孙文忠申报的申请号为200620106678.9的实用新型专利《小惰性IE级铂电阻温度计》，采用了低温金属封装夹层结构，由于铠装铂电阻的外径较粗，一般在直径六毫米到直径八毫米之间，夹层在两毫米左右较易实现，能达到预期效果。但该产品由于外径过粗，热导性能极差，从而很难满足工业要求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种高温型热式流量传感器，适用于在大于300℃的高温下和常温下使用，灵敏度高，测量的准确性高，长期工作的可靠性高。

本发明的另一目的是提供一种高温型热式流量传感器的制造方法。

根据本发明第一方面，提供了一种高温型热式流量传感器，包括：发热传感部和测温传感部，所述发热传感部包括：具有多个通孔的用于导热的氧化铍陶瓷管；填充在所述氧化铍陶瓷管的每个通孔内的大孔发泡陶瓷体；分别封装在所述氧化铍陶瓷管的每个通孔内且与所述氧化铍陶瓷管以及所述大孔发泡陶瓷体形成一体的多根铂丝螺旋管；其中，所述大孔发泡陶瓷体的原料包括用于在所述陶瓷体中形成大的气孔的炭粉、碳酸氢钠和水。

优选的，所述大孔发泡陶瓷体的原料还包括：玻璃陶瓷粉、甲基纤维素；其中，所述大孔发泡陶瓷体各原料的重量配比为：玻璃陶瓷粉为70-80；甲基纤维素为4-6；炭粉为8-12；碳酸氢钠为4-6；水为4-6。

优选的，所述玻璃陶瓷粉包括：二氧化硅42-48，氢氧化铝4-6，碳酸钙3-7，碳酸镁4-6，硫酸钙4-6，硫酸镁4-6，硫酸钡4-6。

优选的，所述发热传感部还包括：具有两个通孔的绝缘陶瓷管；分别穿设在所述绝缘陶瓷管的两个通孔内的两根引线；套装在所述氧化铍陶瓷管与绝缘陶瓷管外的外保护套；其中，所述氧化铍陶瓷管和所述绝缘陶瓷管之间设有将所述铂丝螺旋管和所述引线连接在一起的连接端口；其中，所述氧化铍陶瓷管的每个通孔内的铂丝螺旋管采用无感绕法绕制而成，且所有铂丝螺旋管先并联后串联连接后与经由所述连接端口与所述引线串联连接。

优选的，所述氧化铍陶瓷管与所述外保护套之间设置隔热环，用于防止热量沿着所述外保护套传导而造成热量损失。

优选的，所述隔热环套设在所述氧化铍陶瓷管设置所述连接端口的一个端部。

优选的，所述外保护套为两端开口的金属半套管，所述金属半套管套装在所述隔热环与绝缘陶瓷管外；或者，所述外保护套为一端封闭、另一端开口的金属套管，所述金属套管用于套装所述氧化铍陶瓷管的部位为多孔结构；或者，所述外保护套为一端封闭、另一端开口的金属套管，所述金属套管与所述氧化铍陶瓷管之间设置高温固体导热填充料。

或者，优选的，所述外保护套为一端封闭、另一端开口的陶瓷套管，所述陶瓷套管与所述氧化铍陶瓷管之间设置高温固体导热填充料。