一種高強度、快響應鉑電阻溫度傳感器制造技術

本發明專利技術涉及一種高強度、快響應鉑電阻溫度傳感器，感溫元件安裝在變徑感溫套管內的小徑段，感溫元件的后端與感溫套管之間填充有絕緣材料，內保護管內裝有鎧裝信號電纜引線，鎧裝信號電纜引線與感溫元件連接，感溫套管與內保護管焊接，組成溫度計芯體，密封管與溫度計芯體焊接；錐形外保護管小徑端的底部設置有底孔，錐形外保護管小徑段沿徑向設置有平分圓周的三組導流孔，每一組沿軸向分布有若干個導流孔，外保護管的后端與介質流體管道基座螺紋連接；內保護管與外保護管內腔貼合，內保護管與外保護管用Swagelok卡套管接頭密封，卡套管接頭本體與外保護管焊接。該傳感器適應電站的高溫、高壓及高速介質流體特殊的工況要求，且熱響應快。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種溫度測量儀器，特別涉及一種高強度、快響應鉬電阻溫度傳感器。
技術介紹
鉬電阻溫度傳感器是利用其電阻與溫度成一定函數關系而制成的溫度傳感器，鉬電阻溫度計熱響應時間是指在溫度階躍變化時，一個溫度計的電阻值變化至相當該階躍變化的某個規定的百分比所需的時間。通常使用τα9、τα 632和τ ^ 5等表示，分別是指達到溫度變化90%、63. 2%和50%時的滯后時間。響應時間是溫度計靈敏度的重要表征。用陶瓷鉬電阻敏感元件封裝后的溫度傳感器，因其結構不同，傳感器響應時間會有很大的差異。一些電站用鉬電阻溫度計，是為電站功率控制系統、保護系統和熱工控制系統提供溫度信號，在安全性、可靠性、穩定性、完整性以及質量保證方面有極高的要求，不僅要求對溫度信號作出快速且準確的反應，并能承受介質環境高溫、高壓及介質高速沖刷的能力，具有使用壽命長(40 60年)，及抗相當烈度地震的能力。柱形測溫電阻溫度計中截面積可視為響應時間的比例系數，傳統的溫度計不能滿足既要熱響應時間快，又能保持溫度計的強度，承受介質高溫、高壓及高速流體沖刷的技術要求。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種高強度、快響應鉬電阻溫度傳感器，該傳感器適應電站的高溫、高壓及高速介質流體特殊的工況要求，且熱響應時間快。本專利技術的技術方案是 一種高強度、快響應鉬電阻溫度傳感器，感溫元件安裝在變徑感溫套管內的小徑段，感溫元件與感溫套管的間隙填充有絕緣材料，內保護管內裝有鎧裝信號電纜引線，鎧裝信號電纜引線與感溫元件連接，感溫套管與內保護管焊接，組成溫度計芯體，密封管與溫度計芯體焊接；錐形外保護管小徑端的底部設置有底孔，錐形外保護管小徑段沿徑向設置有平分圓周的三組導流孔，每一組沿軸向分布有若干個導流孔，外保護管的后端與介質流體管道基座螺紋密封連接；內保護管與外保護管內腔貼合，內保護管與外保護管用Swagelok卡套管接頭密封，卡套管接頭本體與外保護管焊接。所述每一組沿軸向分布的導流孔為4個，其截面積總和與底孔的截面積相等。所述感溫元件為柱狀陶瓷鉬電阻元件。所述感溫套管采用高強度的不銹鋼材料制作。感溫元件與感溫套管之間填充有絕緣材料為MgO或Al2O3或BeO。所述密封采用前卡、后卡雙卡式Swagelok卡套管接頭密封。所述密封管一部分位于外保護管內，另一部分伸出外保護管。本專利技術解決了電站高溫(400°C )、高壓(17 26. 5MPa)、高速(4 5m/s)介質環境測溫問題，本專利技術所述鉬電阻溫度傳感器具有穩定性好，強度高，使用壽命長的優點，為國內外首創。本專利技術的優點是 1.采用Swagelok卡套管接頭密封，溫度計的信號引出采用接插件或是接線盒方式，安裝、維護方便； 2.熱響應時間快，達到τ0 632 ^ 1.5s ； 3.可以承受聞溫達400C ； 4.可以承受高壓達17 26.5MPa ； 5.可以承受高速介質流體的沖刷,介質流速4-5m/s； 6.可以耐受30g重力加速度的振動強度，并滿足地震SSE要求； 7.使用壽命達到40 60年。本專利技術所述鉬電阻溫度傳感器應用于電站或類似介質環境，適應于高溫、高壓，并能承受高速介質流體沖刷及耐受一定烈度地震的工作環境，具有熱響應時間快、強度高、精度高的優點。附圖說明圖1為本專利技術所述鉬電阻溫度傳感器的結構示意 圖2為溫度計芯的示意 圖3為外保 護管、Swagelok卡套管接頭組裝示意 圖4為錐形外保護管小徑段沿徑向設置的導流孔示意圖。圖中I為外保護管,2為感溫元件,3為感溫套管,4為內保護管,5為Swagelok卡套管接頭，6為密封管，7為插件或接線盒，8為電纜引線，9為絕緣材料，10為底孔，11為導流孔，12為前卡，13為后卡，14為螺母,15為卡套管接頭本體。具體實施例方式參見圖1-圖4。高強度、快響應鉬電阻溫度傳感器，包括感溫元件、感溫套管、內保護管和外保護管。感溫元件2安裝在變徑感溫套管3內的小徑段，小徑處的壁厚在保證強度的情況下盡可能的薄，以提高熱傳導能力，減小溫度計的熱響應時間。感溫元件與感溫套管之間的間隙填充有絕緣材料9,絕緣材料為MgO或Al2O3或BeO,感溫元件與感溫套管之間絕緣材料盡可能的密實，以提高熱傳導能力，減小溫度計的熱響應時間。本實施例感溫元件為柱狀陶瓷鉬電阻元件，感溫套管采用高強度的不銹鋼材料制作。感溫元件為柱狀陶瓷鉬電阻元件，可以是單元件，也可以是雙元件，感溫套管采用高強度的不銹鋼材料(如Inconel625),可以提高溫度計高溫條件下抗高壓的能力及提高抗高速介質流體沖刷的能力。感溫元件與感溫套管內表面之間填充Mgo (或A1203、BeO等)絕緣材料， 內保護管內裝有鎧裝信號電纜引線8，鎧裝信號電纜引線與感溫元件連接，感溫套管與內保護管焊接，組成溫度計芯體，鎧裝信號電纜引線可用接插件或接線盒7連接實現信號輸出。內保護管與感溫套管焊接，使感溫元件、絕緣材料及鎧裝引線與介質隔開，從而達到絕緣作用。溫度計芯體外套層有外保護管，形成雙層保護管結構，外保護管可以保護溫度計芯體，特別是安裝感溫元件的感溫套管小徑位置，減小高速介質流體對感溫套管的沖刷。外保護管的后端與介質流體管道基座螺紋連接，內保護管與外保護管內腔貼合。外保護管為錐形結構，比柱狀結構抗沖刷能力要好，外保護管的壁厚是可以根據需要設計保證其有足夠的剛性。外保護管與介質流體管道基座密封連接，外保護管與基座采用焊接密封或墊片密封。錐形外保護管小徑端的底部設置有底孔10，使外保護管內腔與介質流體相通。錐形外保護管小徑段沿徑向設置有平分圓周的三組導流孔11，每一組沿軸向分布有若干個導流孔，本實施例導流孔為4個，其截面積總和與底孔的截面積相等，即D=4d。可以保證感溫套管直接處在介質環境中，更好地實現提高溫度計的熱響應時間。三組導流孔可以保證外保護管安裝螺紋安裝旋緊在管道基座上不管在什么位置，都能有投影截面積總和與外保護管底孔面積相等的導流小孔面對著來流方向，使介質流體通過小孔沿介質流體流動方向流向感溫套管，并從外保護管底孔流出，使傳感器更好的感應介質環境的動態溫度，減小傳感器的熱響應時間，達到快響應的效果，而且傳感器的熱響應時間是與介質流體的速度成正比關系的，流速越大，熱響應時間越快；另一方面根據流體力學小孔(間隙)損失原理，高速介質流體流過外保護管小孔，大大降低流向感溫套管的流體流速，減小了感溫套管受到的沖刷，使得傳感器具有抗介質流體高速沖刷的能力。密封管6與溫度計芯體焊接，密封管一部分位于外保護管內，另一部分伸出外保護管。內保護管4與外保護管I用Swagelok卡套管接頭5密封。以保證底部開孔以及側面設有導流小孔的外保護管與內外保護管的密封。卡套管接頭本體15與外保護管焊接，Swagelok卡套管接頭在高溫、高壓下的密封效果非常好，安裝時不會把扭矩傳輸到密封管上，即無扭矩安裝；Swagelok卡套管接頭采用前卡12、后卡13雙卡密封形式,旋轉螺母14時，后卡沿軸向推進前卡沿徑向施加一個有效的卡套管抓緊，密封管產生一個塑性變形，使前卡形成與卡套管接頭本體之間的密封及密封管外徑的密封。本專利技術所述傳感器的基本技術條件 測溫范圍 O 400°C 公稱電阻值 Rtl=IOOQ (X2 )， 介質工作流速本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高強度、快響應鉑電阻溫度傳感器，其特征在于：感溫元件安裝在變徑感溫套管內的小徑段，感溫元件與感溫套管的間隙填充有絕緣材料，內保護管內裝有鎧裝信號電纜引線，鎧裝信號電纜引線與感溫元件連接，感溫套管與內保護管焊接，組成溫度計芯體，密封管與溫度計芯體焊接；錐形外保護管小徑端的底部設置有底孔，錐形外保護管小徑段沿徑向設置有平分圓周的三組導流孔，每一組沿軸向分布有若干個導流孔，外保護管的后端與介質流體管道基座螺紋密封連接；內保護管與外保護管內腔貼合，內保護管與外保護管用Swagelok卡套管接頭密封，卡套管接頭本體與外保護管焊接。

【技術特征摘要】
1.一種高強度、快響應鉬電阻溫度傳感器，其特征在于感溫元件安裝在變徑感溫套管內的小徑段，感溫元件與感溫套管的間隙填充有絕緣材料，內保護管內裝有鎧裝信號電纜引線，鎧裝信號電纜引線與感溫元件連接，感溫套管與內保護管焊接，組成溫度計芯體， 密封管與溫度計芯體焊接；錐形外保護管小徑端的底部設置有底孔，錐形外保護管小徑段沿徑向設置有平分圓周的三組導流孔，每一組沿軸向分布有若干個導流孔，外保護管的后端與介質流體管道基座螺紋密封連接；內保護管與外保護管內腔貼合，內保護管與外保護管用Swagelok卡套管接頭密封，卡套管接頭本體與外保護管焊接。2.根據權利要求1所述的高強度、快響應鉬電阻溫度傳感器，其特征在于所述每一組沿軸向分布的導流...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鞠華，王華，張祖力，張立新，羅松，
申請(專利權)人：重慶材料研究院，
類型：發明
國別省市：