[发明专利]一种金属型铸造快速响应测温热电偶

说明书

本发明公开了一种金属型铸造用快速响应测温热电偶，包括两根热电偶丝，位于保护套管内，在热端通过金属接头连接，金属接头为圆台结构，纵截面为梯形，梯形中央为中空结构，金属接头与模具测温孔的接触部位为光滑的平面，同时模具测温孔中与金属接头的对应接触面也加工成光滑平面；在金属接头后方，测温孔内壁和保护套管之间设有高温密封胶。本发明使模具升温后的热量迅速传导到热电偶，实现热电偶对温度的快速响应。保护热电偶金属接头的光滑接触面不受环境影响。金属接头与除热电偶丝之外的热电偶部件绝缘，避免了干扰。

技术领域

本发明属于铸造设备技术领域，尤其是涉及一种金属型铸造用快速响应测温热电偶，用于对金属型铸造过程的铸型温度进行测定。

背景技术

热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路，当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在可测量的热电动势。两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，或称测量端、热端，温度较低的一端为自由端，或称参比端、冷端。根据热电动势与温度的函数关系,，在自由端温度在0℃时的条件下得到热电偶分度表，不同的热电偶具有不同的分度表。如果热电偶的工作端与参比端存有温差时，显示仪表会指示出热电偶产生的热电势所对应的温度值。热电偶的热电动热将随着测量端温度升高而增长，它的大小只与热电偶材料和两端的温度有关。

常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。常用热电偶型号热电偶分度号热电极材料使用温度(℃)为：S：铂铑合金(铑含量10％)，纯铂0-1600℃；R：铂铑合金(铑含量13％)，纯铂0-1600℃；B：铂铑合金(铑含量30％)，铂铑合金(铑含量6％)0-1800℃；K：镍铬镍硅0-1300℃；T：纯铜铜镍0-350℃；J：铁铜镍0-+500℃；N：镍铬硅镍硅0-+800℃；E：镍铬铜镍0-600℃。

在现代化的铸造生产中，采用低压、差压、挤压等反重力铸造方法时，在模具预热、充型凝固、冷却过程中，对控温的精确性提出了很高的要求，而精确控温的前提是测温系统能够针对模具或熔体温度做出快速响应，并反馈到控制系统。而铸件的充型凝固非常快(充型通常在几秒内完成，凝固在几十秒内完成)。因而对测温系统的响应时间提出了更高的要求。目前工业测温用的热电偶，其基本构造包括热电偶丝材、绝缘管、保护管和接线盒等，热电偶丝在热端焊接形成测温结点，后端分别连接补偿端，热电偶丝装于绝缘材料填充的密封套管内，测量时，套管外端通常还设有保护管，将金属套管前段接触被测物体，被测物体的高于金属套管温度时，热量以被测物体—套管—绝缘材料(或空气)—测温结点的顺序传导，使测温结点达到与被测物体相同的温度，然后进行测量，该过程中，由于热量经过金属套管和绝缘材料(或空气)需要一定的时间，尤其是绝缘材料或空气的热导率很低，因此造成现有的铠装热电偶响应慢，根据文献记载，传统的热电偶通常的响应时间在10秒以上，无法满足现代化铸造生产的测温和控温要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种金属型铸造用快速响应测温热电偶。

本发明完整的技术方案包括：

一种金属型铸造用快速响应测温热电偶，包括两根热电偶丝，两根热电偶丝所用材料分别为NiCr合金和NiSi合金，热电偶丝位于保护套管内，套管内填充有绝缘材料，两根热电偶丝在热端通过金属接头连接，金属接头和套管之间有绝缘垫，其特征在于：

所述金属接头为圆台结构，纵截面为梯形，其中梯形的上底面与两腰面为与模具的接触面，两腰和上底的连接处采用圆角过渡，梯形中央为中空结构，金属接头与模具测温孔的接触部位为光滑的平面，同时模具测温孔中与金属接头的对应接触面也加工成光滑平面；