[发明专利]一种用于强冲击动载环境的快响应热电偶

说明书

本发明属于热电偶技术领域，提供一种用于强冲击动载环境的快响应热电偶。C型热电偶偶丝与烧结绝缘体通过等静压炉在温度1800℃，等静压不低于5MPa条件下一体烧结，用于隔绝外部氧气，有效减缓偶丝的氧化；同时将C型热电偶偶丝的偶结点裸露在端面上，用于提升温度响应时间；且C型热电偶偶丝前端的高温感温面经过高精度抛光处理，在高温下具有更高的灵敏度；不锈钢外壳套装在烧结绝缘体的外侧且采用耐高温高强度钢制造，用于保护和固定烧结绝缘体2；C型热电偶插头4的一端与C型热电偶偶丝正负级焊接连接，另一端与C型热电偶插座连接，通过插座引出热电偶热电压信号；本发明具有温度响应快、制造成本较低、安装固定方便等优点。

技术领域

本发明属于热电偶技术领域，具体涉及一种快响应热电偶。

背景技术

在武器的研制和测试过程中，有许多实验场合需要测量瞬态温度变化，如爆炸与爆轰温度、枪炮膛内火药气体温度、火箭及导弹燃气体裁射流温度、温压弹爆炸瞬态温度等，这些瞬态温度的共同特点是温度高、变化快、强冲击动载，且多为不可重复一次性过程。因此，准确测量获得温度参数技术难度很高。在该项领域，国外知名的热电偶厂家如美国NANMAC公司，采用特殊工艺制造的自更新侵蚀热电偶，其最高测试温度可达2300℃，响应时间达到毫秒级，在爆炸场温度参数测量、航空发动机尾喷温度测量、弹药爆温测量等领域应用较为广泛在该领域内，在该领域具有较大的技术优势。但其造价高、采购周期长，且容易受其它因素(如国外禁运)影响。因此，急需开发一种响应快、抗冲击动载能力强的快响应热电偶，满足相关行业温度测量需求。

目前国内常用于该上述测试环境下的热是偶多为铠装热电偶，其制造流程是将偶丝和保护管及绝缘材料三者通过机械冷拉变形形成一个不可分离的整体，再封装测试，其结构比较牢固，但耐温较低(低于1600℃)。

发明内容

本发明的目的是解决高温、高压等强冲击动载条件下如何实现温度信号快速测量的技术问题。

为达到上述目的解决技术问题，本发明提出一种用于强冲击动载环境的快响应热电偶，具体包括C型热电偶偶丝1、烧结绝缘体2、不锈钢外壳3、C型热电偶插头4和C型热电偶插座5；

C型热电偶偶丝1与烧结绝缘体2通过等静压炉在温度1800℃，等静压不低于5MPa条件下一体烧结，用于隔绝外部氧气，有效减缓偶丝的氧化；同时将C型热电偶偶丝1的偶结点裸露在端面上，用于提升温度响应时间；且C型热电偶偶丝1前端的高温感温面经过高精度抛光处理，在高温下具有更高的灵敏度；

烧结绝缘体2使用耐高温绝缘材料为高温氮化硅合成材料，瞬时耐温2000度，长期耐温1800度，热等静压烧结而成，最高使用温度超过2300℃，强度与金刚石相当且高于金属合金；

不锈钢外壳3套装在烧结绝缘体2的外侧且采用耐高温高强度钢制造，能够在1500℃以上高温条件下保持较好的强度和韧性，用于保护和固定烧结绝缘体2；

C型热电偶插头4的一端与C型热电偶偶丝正负级焊接连接，另一端与C型热电偶插座连接，通过插座引出热电偶热电压信号；

进一步的，C型热电偶偶丝1符合国标C型热电偶偶丝国标要求，有效截面积大于0.5mm²，且长度可根据实际需求订制。

进一步的，C型热电偶偶丝1与烧结绝缘体2烧结为成为一个整体，其有效直径Φ₁≤11mm，烧结完成后对其外表面进行高精度打磨确保达到安装要求。

进一步的，不锈钢外壳3的外侧可以根据需求加工成要求的螺纹尺寸，以方便安装。

进一步的，不锈钢外壳3由GH3039耐高温不锈钢制作，其内孔尺寸略大于烧结绝缘体，确保烧结绝缘体能够整体安装进内孔。

和现有技术比本发明的有效收益：