直接測溫裝置和等離子熱處理爐制造方法及圖紙

直接測溫裝置，包括測溫組件和數顯儀表，所述測溫組件包括殼體和安裝于殼體內部的至少一個柔性熱電偶，殼體內部設置有包覆柔性熱電偶的保溫材料；柔性熱電偶包括測量端和接出端，殼體內部，柔性熱電偶的測量端一側，平行設置有至少一層絕緣質層；殼體外部，柔性熱電偶的接出端一側，由殼體端面延伸一真空密封層；柔性熱電偶的接出端接數顯儀表；所述柔性熱電偶的測量端為平面，且平面最寬處的寬度為0.5mm～2mm；還包括信號隔離柵，安裝于柔性熱電偶的接出端與數顯儀表之間。該直接測溫裝置可安裝于等離子熱處理爐等多種熱處理設備，采用該裝置可實現熱反應裝置內多點溫度的直接測量。

Direct temperature measuring device and plasma heat treatment furnace

Direct temperature measuring device, comprising a temperature measuring module and digital display instrument, the temperature measuring assembly comprises a housing mounted on the inside of the shell and at least one flexible thermocouple, thermal insulation material is arranged inside the shell body is coated with the flexible thermocouple; flexible thermocouple comprises a measuring terminal and ground terminal, the casing measuring side flexible thermocouple, arranged in parallel at least a layer of insulating layer; the outside of the shell, with a flexible thermocouple side, from the end surface of the shell body extends a vacuum sealing layer; flexible thermocouple connected end is connected with a digital display instrument; measuring the flexible thermocouple end is a plane, and the plane at the widest width is 0.5mm ~ 2mm; also includes signal isolation gate installed on the flexible thermocouple is connected between the terminal and the digital display instrument. The direct temperature measuring device can be installed in a plurality of heat treatment equipment, such as a plasma heat treatment furnace, etc. the device can realize the direct measurement of multipoint temperature in a heat reaction device.

【技術實現步驟摘要】
直接測溫裝置和等離子熱處理爐
本技術涉及一種測溫裝置、應用該裝置的等離子熱處理爐及采用該裝置進行測溫的測溫方法。
技術介紹
測溫裝置是熱反應、熱處理領域常用的裝置，為監控熱反應或熱處理溫度、控制熱反應或熱處理效果，需要監控熱反應裝置、熱處理裝置內部的溫度或熱處理內部待處理工件的溫度。由于熱反應或熱處理裝置內部為高溫環境，普通的測溫裝置并不適用，需要借助專用的測溫裝置。而現有測溫裝置存在的主要問題之一即是：并不能測得直接的溫度，且測得溫度的誤差大。以等離子熱處理爐的應用為例：等離子熱處理爐是利用由電能在真空狀態下，所產生的等離子體的能量來進行熔煉或加熱的一種加熱爐，其結構包括直流脈沖電源、測溫系統、電控系統、真空系統、爐罩(陽極)、底座(陽極)和工作臺(陰極)等組成。為控制等離子爐內的熱反應，需要監測等離子爐內待處理工件表面的溫度。爐內為高溫環境，需要借助專用的測溫裝置。傳統等離子熱處理爐的測溫問題，一直是困擾等離子工藝研發的一個重大難題。傳統等離子熱處理爐測溫使用一個鎧裝熱電偶來測量等離子熱處理爐爐內的空間溫度，鎧裝熱電偶直接測量爐內產品表面的溫度時，會受到等離子爐內正離子轟擊，干擾測量效果，導致測量結果不準確。因此，傳統的方法并不適用直接接觸爐內產品表面，而是在待處理工件上加工一深入孔，將熱電偶插入工件內部深處。由于工件通常具有一定厚度，其內部溫度會與表面溫度相差大，因此造成測量的空間溫度與工件表面的實際溫度相差往往很大(約在50～100℃)。現在國內等等離子熱處理爐操作人員往往使用眼睛觀察爐內產品余溫的方法來確定爐內工件的溫度，在工藝升溫階段，往往需要十幾個甚至幾十個小時來確定最終工藝溫度。而在等離子熱處理爐工藝工程中工件做陰極，爐罩做陽極，這樣陰陽兩極之間有600～1000V的電勢差。如果熱電偶直接測量工件的溫度，會把高壓引入的溫控儀表，從而燒毀儀表。且產品表面處于等離子體狀態下，電場、磁場復雜的干擾也會影響熱電偶的電勢差，而直流脈沖電源本身發出的是一個1KHz的高頻信號也會產生感應電勢，影響熱電偶的輸出信號，從而使測量溫度與實際溫度有差別。
技術實現思路
本技術的目的在于根據現有技術的不足，提供一種測量直接、測量誤差小的測溫裝置，同時還提供一種應用該裝置的等離子熱處理爐及采用該裝置進行熱反應或熱處理裝置內部測溫的方法。本技術的技術方案為：直接測溫裝置，包括測溫組件和數顯儀表，測溫組件包括殼體和安裝于殼體內部的至少一個柔性熱電偶，殼體內部設置有包覆柔性熱電偶的保溫材料；柔性熱電偶包括測量端和接出端，殼體內部，柔性熱電偶的測量端一側，平行設置有至少一層絕緣質層；殼體外部，柔性熱電偶的接出端一側，由殼體端面延伸一真空密封層；柔性熱電偶的接出端接數顯儀表；所述柔性熱電偶的測量端為平面，且平面最寬處的寬度為0.5mm～2mm；還包括信號隔離柵，安裝于柔性熱電偶的接出端與數顯儀表之間。其中，直接測溫裝置使用過程中，保溫材料用以隔絕熱處理過程中傳導的熱量；信號隔離柵用以排出熱反應過程中(具體可為熱反應裝置內部)等離子體、電場或者磁場的干擾信號，使柔性熱電偶真實準確的直接測量出熱反應產品的實際溫度；傳統的柔性熱電偶的測量端為球形，本技術將柔性熱電偶的測量端加工為一平面，更利于其與被測物之間直接接觸，同時，采用這種結構可實現精確的平面點狀接觸，且受熱反應影響小，若接觸端不為平面，則不能保證與被測物的接觸性，若接觸端平面設計的過大，則更易受熱反應的影響。真空密封層由密封材料制成，真空密封層的設置是考慮到直接測溫裝置使用時需要配套安裝在熱反應裝置上，而為了使加裝直接測溫裝置不影響熱反應裝置的密封性，設置真空密封層。優選的是：測溫組件包括多個柔性熱電偶，且每個柔性熱電偶的測量端伸出長度相同或不同。選用多個柔性熱電偶，可實現多點溫度的測量；考慮到被測物可為規則形狀或不規則形狀，因此，可根據需求選擇柔性熱電偶的長度，避免由于熱電偶長度不同，導致不能接觸被測物。優選的是：真空密封層的端面至少覆蓋殼體端面。更利于安裝后，保證密封效果。優選的是：殼體為包括內層殼體和外層殼體的雙層殼體，內層殼體和外層殼體之間形成殼體腔。優選的是：還包括外冷循環系統，包括出流管路和回流管路；真空密封層處雙層殼體內設置有冷卻管路，所述出流管路和回流管路與冷卻管路串聯成冷卻回路。外冷循環系統用以循環冷卻真空密封層，以保證真空密封層的真空狀態不受影響，避免直接測溫裝置安裝后，造成熱反應裝置的發生泄漏，影響裝置內熱反應。外冷循環系統可選用水冷循環系統，此時，冷卻物采用冷卻水；也可以采用空氣冷卻循環系統，此時，冷卻物為外冷循環系統制取的冷卻空氣。優選的是：與柔性熱電偶測量端最接近的一層或幾層絕緣質層上，靠近柔性熱電偶測量端的一側，設置有等離子屏蔽層。當測溫裝置應用于等離子熱處理爐上時，等離子屏蔽層用以屏蔽正離子對柔性熱電偶的轟擊，降低由于正離子的轟擊對柔性熱電偶測溫的影響。等離子熱處理爐，安裝有直接測溫裝置，所述等離子熱處理爐上開有安裝口，測溫組件通過真空密封層與安裝口緊密匹配安裝；且柔性熱電偶測量端一側安裝于等離子熱處理爐內。本技術的有益效果為：(1)本技術提供了一種直接測溫裝置，與傳統的熱反應測溫裝置不同，該裝置增加了保溫層和信號隔離柵，采用柔性熱電偶進行溫度測量，并將柔性熱電偶的測量端加工為平面，可以降低熱反應過程對測溫裝置的測量影響，并不再需要將熱電偶深入到待測工件內部，可直接測量工件表面溫度。同時，直接測溫裝置還設置了真空密封層和外冷循環系統，降低由于加裝直接測溫裝置對熱反應裝置內部的影響。(2)本技術提供了一種等離子熱反應爐，通過加裝以上直接測溫裝置，可實現等離子熱反應爐內部多點溫度的直接測量。由于設置了等離子屏蔽層，可降低等離子反應對熱電偶的影響，更準確的測量等離子熱反應爐內部工件的溫度。附圖說明圖1為本技術結構示意圖。圖2為等離子熱反應爐結構示意圖。其中：1-殼體，201-柔性熱電偶，202-柔性熱電偶，203-柔性熱電偶，204-測量端，205-接出端，3-保溫層，4-絕緣質層，5-真空密封層，6-信號隔離柵，7-數顯儀表，8-外冷循環系統，801-出流管路，802-回流管路，803-冷卻管路，9-等離子屏蔽層，10-真空泵，11-控制柜,12-等離子液氮爐，13-反應物具體實施方式以下將結合附圖對本技術的具體實施方式進行進一步的描述。如圖1所示，直接測溫裝置，包括測溫組件和數顯儀表7，測溫組件包括殼體1和安裝于殼體1內部的至少一個柔性熱電偶，本實施例中，柔性熱電偶201,202和203采用三個，三個作用相同，無差別，目的是實現同時多點測溫。殼體1內部設置有包覆柔性熱電偶的由保溫材料制成的保溫層3，保溫層3完全包覆住三個柔性熱電偶201,202和203；每個柔性熱電偶均包括測量端204和接出端205，殼體1內部，柔性熱電偶的測量端204一側，平行設置有至少一層絕緣質層4，為了實現更好的絕緣效果，本實施例中設置了三層絕緣質層4；殼體1外部，柔性熱電偶的接出端205一側，由殼體1端面延伸一真空密封層5；柔性熱電偶的接出端205接數顯儀表。其中，真空密封層5的端面至少覆蓋殼體1端面，更利于將測溫本文檔來自技高網...

【技術保護點】
直接測溫裝置，包括測溫組件和數顯儀表，其特征在于：所述測溫組件包括殼體和安裝于殼體內部的至少一個柔性熱電偶，殼體內部設置有包覆柔性熱電偶的保溫材料；柔性熱電偶包括測量端和接出端，殼體內部，柔性熱電偶的測量端一側，平行設置有至少一層絕緣質層；殼體外部，柔性熱電偶的接出端一側，由殼體端面延伸一真空密封層；柔性熱電偶的接出端接數顯儀表；所述柔性熱電偶的測量端為平面，且平面最寬處的寬度為0.5mm～2mm；還包括信號隔離柵，安裝于柔性熱電偶的接出端與數顯儀表之間。

【技術特征摘要】
1.直接測溫裝置，包括測溫組件和數顯儀表，其特征在于：所述測溫組件包括殼體和安裝于殼體內部的至少一個柔性熱電偶，殼體內部設置有包覆柔性熱電偶的保溫材料；柔性熱電偶包括測量端和接出端，殼體內部，柔性熱電偶的測量端一側，平行設置有至少一層絕緣質層；殼體外部，柔性熱電偶的接出端一側，由殼體端面延伸一真空密封層；柔性熱電偶的接出端接數顯儀表；所述柔性熱電偶的測量端為平面，且平面最寬處的寬度為0.5mm～2mm；還包括信號隔離柵，安裝于柔性熱電偶的接出端與數顯儀表之間。2.如權利要求1所述的直接測溫裝置，其特征在于：所述測溫組件包括多個柔性熱電偶，且每個柔性熱電偶的測量端伸出長度相同或不同。3.如權利要求1所述的直接測溫裝置，其特征在于：所述真空密封層的端面至少覆蓋...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張子健，吳俊平，宋學鋒，
申請(專利權)人：青島豐東熱處理有限公司，
類型：新型
國別省市：山東,37