[发明专利]一种用于高温液体连续测温的绝缘式双护套热电偶

说明书

本发明公开了一种用于高温液体连续测温的绝缘式双护套热电偶，包括延伸到感测区域中的热电偶外层护套，容纳在热电偶外层护套中以感测所述感测区域中的温度的铠装热电偶,还包括：弹性组件，与铠装热电偶顶压配合并对铠装热电偶施加向下轴向推力，致使铠装热电偶的底端与热电偶外层护套的底端内壁处于接触状态；金属锡，测温时由固态相转变为液态相后填充在热电偶外层护套的底端内壁与铠装热电偶的底端之间的构造缝隙中。本发明的构思是：针对1000℃及以上和凝固测温领域(液态转固态)测量时，采用热电偶外层护套对已有一层护套的铠装热电偶进行保护，为了改善响应时间和应对热膨胀，本发明设计了金属锡和弹性组件。

技术领域

本发明涉及热电偶测温技术，具体涉及一种用于高温液体连续测温的绝缘式双护套热电偶。

背景技术

本发明所述的高温测温是指1000℃及以上和凝固测温领域(液态转固态)，现今，在热电偶测量技术中，一般常见的有单层热电偶和双护套热电偶结构，常见的单层热电偶一般用于低温测量(1000℃以下或单相状态测量)。常见的双层热电偶一般是利用外层套管与内部的热电偶套管的直接点式接触从而实现测量，但这种结构的响应时间慢。

因此，在高温测温(1000℃以上)和凝固测温领域的测温手段较为有限，多采用非接触式温度传感器，如红外、超声波、激光等传感器；但这些测温方式不能测量高温液体的内部温度，不能反映高温液体凝固过程中的凝固前沿迁移、液相线和固相线温度。

发明内容

本发明提供一种用于高温液体连续测温的绝缘式双护套热电偶。

一种用于高温液体连续测温的绝缘式双护套热电偶，包括延伸到感测区域中的热电偶外层护套，容纳在热电偶外层护套中以感测所述感测区域中温度的铠装热电偶,还包括：

弹性组件，与铠装热电偶顶压配合并对铠装热电偶施加向下轴向推力，致使铠装热电偶的底端与热电偶外层护套的底端内壁处于接触状态；

金属锡，测温时由固态相转变为液态相后填充在热电偶外层护套的底端内壁与铠装热电偶的底端之间的构造缝隙中。

本发明的构思是：针对1000℃及以上和凝固测温领域(液态转固态)测量时，采用热电偶外层护套对已有一层护套的铠装热电偶进行保护，由于热电偶外层护套会形成热屏障，同时，由于其应用环境的温度较为特殊，因此热电偶外层护套会出现严重的热膨胀，因此，为了改善响应时间和应对热膨胀，本发明设计了金属锡和弹性组件。

弹性组件对铠装热电偶施加向下轴向推力致使铠装热电偶的底端与热电偶外层护套的底端内壁处于接触状态，在热电偶外层护套会出现严重的热膨胀导致铠装热电偶与热电偶外层护套分离时，也能自适应的推动铠装热电偶靠向热电偶外层护套的底端内壁，使得其二者始终处于接触状态，因此温度可以迅速导入铠装热电偶。

为了改善热屏障，采用金属锡，该金属锡在高温时由固态转为液态，在高温测量时，其可以迅速转变为液态无缝的包覆铠装热电偶的底部，同时使得其铠装热电偶的底部能与热电偶外层护套形成大面积导接，能提高响应时间，同时由于其处于液态，其铠装热电偶向四周方向的热阻是相同的，因此其导热的均衡性相同。而常规克服热阻的方式有采用矿物油。但在1000℃及以上和凝固测温领域(液态转固态)测量时常规的矿物油会出现变质、挥发等情况，因此其并不能使用，反而会增大热阻，对响应时间造成延长。而本发明采用金属锡，其热量吸收量小、导热系数高，且在上述高温状态下依然能保持量不变始终处于其底部进行导热，从而降低响应时间。

本发明属于温度测量的技术领域，此装置可用于液态金属、熔盐、熔融氧化物等高温液体凝固过程中内部温度的连续测量，测温范围可达0～2200℃；此装置中设计的双护套结构克服了高温液体凝固测温领域的诸多困难，实现了内部接触式测温、凝固后的热电偶回收和较高的凝固测温灵敏度。