专利名称：一种高强度、快响应铂电阻温度传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种温度测量仪器，特别涉及一种高强度、快响应钼电阻温度传感器。
背景技术：
钼电阻温度传感器是利用其电阻与温度成一定函数关系而制成的温度传感器，钼电阻温度计热响应时间是指在温度阶跃变化时，一个温度计的电阻值变化至相当该阶跃变化的某个规定的百分比所需的时间。通常使用τα9、τα 632和τ ^ 5等表示，分别是指达到温度变化90%、63. 2%和50%时的滞后时间。响应时间是温度计灵敏度的重要表征。用陶瓷钼电阻敏感元件封装后的温度传感器，因其结构不同，传感器响应时间会有很大的差异。一些电站用钼电阻温度计，是为电站功率控制系统、保护系统和热工控制系统提供温度信号，在安全性、可靠性、稳定性、完整性以及质量保证方面有极高的要求，不仅要求对温度信号作出快速且准确的反应，并能承受介质环境高温、高压及介质高速冲刷的能力，具有使用寿命长(40 60年)，及抗相当烈度地震的能力。柱形测温电阻温度计中截面积可视为响应时间的比例系数，传统的温度计不能满足既要热响应时间快，又能保持温度计的强度，承受介质高温、高压及高速流体冲刷的技术要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种高强度、快响应钼电阻温度传感器，该传感器适应电站的高温、高压及高速介质流体特殊的工况要求，且热响应时间快。本发明的技术方案是
一种高强度、快响应钼电阻温度传感器，感温元件安装在变径感温套管内的小径段，感温元件与感温套管的间隙填充有绝缘材料，内保护管内装有铠装信号电缆引线，铠装信号电缆引线与感温元件连接，感温套管与内保护管焊接，组成温度计芯体，密封管与温度计芯体焊接；锥形外保护管小径端的底部设置有底孔，锥形外保护管小径段沿径向设置有平分圆周的三组导流孔，每一组沿轴向分布有若干个导流孔，外保护管的后端与介质流体管道基座螺纹密封连接；内保护管与外保护管内腔贴合，内保护管与外保护管用Swagelok卡套管接头密封，卡套管接头本体与外保护管焊接。所述每一组沿轴向分布的导流孔为4个，其截面积总和与底孔的截面积相等。所述感温元件为柱状陶瓷钼电阻元件。所述感温套管采用高强度的不锈钢材料制作。感温元件与感温套管之间填充有绝缘材料为MgO或Al2O3或BeO。所述密封采用前卡、后卡双卡式Swagelok卡套管接头密封。所述密封管一部分位于外保护管内，另一部分伸出外保护管。本发明解决了电站高温(400°C )、高压(17 26. 5MPa)、高速(4 5m/s)介质环境测温问题，本发明所述钼电阻温度传感器具有稳定性好，强度高，使用寿命长的优点，为国内外首创。本发明的优点是
1.采用Swagelok卡套管接头密封，温度计的信号引出采用接插件或是接线盒方式，安装、维护方便；
2.热响应时间快，达到τ0 632 ^ 1.5s ；
3.可以承受闻温达400C ；
4.可以承受高压达17 26.5MPa ；
5.可以承受高速介质流体的冲刷,介质流速4-5m/s；
6.可以耐受30g重力加速度的振动强度，并满足地震SSE要求；
7.使用寿命达到40 60年。本发明所述钼电阻温度传感器应用于电站或类似介质环境，适应于高温、高压，并能承受高速介质流体冲刷及耐受一定烈度地震的工作环境，具有热响应时间快、强度高、精度高的优点。
图1为本发明所述钼电阻温度传感器的结构示意 图2为温度计芯的示意 图3为外保 护管、Swagelok卡套管接头组装示意 图4为锥形外保护管小径段沿径向设置的导流孔示意图。图中I为外保护管,2为感温元件,3为感温套管,4为内保护管,5为Swagelok卡套管接头，6为密封管，7为插件或接线盒，8为电缆引线，9为绝缘材料，10为底孔，11为导流孔，12为前卡，13为后卡，14为螺母,15为卡套管接头本体。
具体实施例方式参见图1-图4。高强度、快响应钼电阻温度传感器，包括感温元件、感温套管、内保护管和外保护管。感温元件2安装在变径感温套管3内的小径段，小径处的壁厚在保证强度的情况下尽可能的�。蕴岣呷却寄芰Γ跣∥露燃频娜认煊κ奔�。感温元件与感温套管之间的间隙填充有绝缘材料9,绝缘材料为MgO或Al2O3或BeO,感温元件与感温套管之间绝缘材料尽可能的密实，以提高热传导能力，减小温度计的热响应时间。本实施例感温元件为柱状陶瓷钼电阻元件，感温套管采用高强度的不锈钢材料制作。感温元件为柱状陶瓷钼电阻元件，可以是单元件，也可以是双元件，感温套管采用高强度的不锈钢材料(如Inconel625),可以提高温度计高温条件下抗高压的能力及提高抗高速介质流体冲刷的能力。感温元件与感温套管内表面之间填充Mgo (或A1203、BeO等)绝缘材料，
内保护管内装有铠装信号电缆引线8，铠装信号电缆引线与感温元件连接，感温套管与内保护管焊接，组成温度计芯体，铠装信号电缆引线可用接插件或接线盒7连接实现信号输出。内保护管与感温套管焊接，使感温元件、绝缘材料及铠装引线与介质隔开，从而达到绝缘作用。温度计芯体外套层有外保护管，形成双层保护管结构，外保护管可以保护温度计芯体，特别是安装感温元件的感温套管小径位置，减小高速介质流体对感温套管的冲刷。外保护管的后端与介质流体管道基座螺纹连接，内保护管与外保护管内腔贴合。
外保护管为锥形结构，比柱状结构抗冲刷能力要好，外保护管的壁厚是可以根据需要设计保证其有足够的刚性。外保护管与介质流体管道基座密封连接，外保护管与基座采用焊接密封或垫片密封。锥形外保护管小径端的底部设置有底孔10，使外保护管内腔与介质流体相通。锥形外保护管小径段沿径向设置有平分圆周的三组导流孔11，每一组沿轴向分布有若干个导流孔，本实施例导流孔为4个，其截面积总和与底孔的截面积相等，即D=4d。可以保证感温套管直接处在介质环境中，更好地实现提高温度计的热响应时间。三组导流孔可以保证外保护管安装螺纹安装旋紧在管道基座上不管在什么位置，都能有投影截面积总和与外保护管底孔面积相等的导流小孔面对着来流方向，使介质流体通过小孔沿介质流体流动方向流向感温套管，并从外保护管底孔流出，使传感器更好的感应介质环境的动态温度，减小传感器的热响应时间，达到快响应的效果，而且传感器的热响应时间是与介质流体的速度成正比关系的，流速越大，热响应时间越快；另一方面根据流体力学小孔(间隙)损失原理，高速介质流体流过外保护管小孔，大大降低流向感温套管的流体流速，减小了感温套管受到的冲刷，使得传感器具有抗介质流体高速冲刷的能力。密封管6与温度计芯体焊接，密封管一部分位于外保护管内，另一部分伸出外保护管。内保护管4与外保护管I用Swagelok卡套管接头5密封。以保证底部开孔以及侧面设有导流小孔的外保护管与内外保护管的密封。卡套管接头本体15与外保护管焊接，Swagelok卡套管接头在高温、高压下的密封效果非�：茫沧笆辈换岚雅ぞ卮涞矫芊夤苌希次夼ぞ匕沧埃籗wagelok卡套管接头采用前卡12、后卡13双卡密封形式,旋转螺母14时，后卡沿轴向推进前卡沿径向施加一个有效的卡套管抓紧，密封管产生一个塑性变形，使前卡形成与卡套管接头本体之间的密封及密封管外径的密封。本发明所述传感器的基本技术条件
测温范围 O 400°C
公称电阻值 Rtl=IOOQ (X2 )，
介质工作流速4 5m/s 介质设计压力17. 5MPa
采用本发明所述高强度、快响应钼电阻温度传感器，进行了热响应时间试验、压力试验、振动试验、地震试验等，试验方法及结果如下表所示
权利要求
1.一种高强度、快响应钼电阻温度传感器，其特征在于感温元件安装在变径感温套管内的小径段，感温元件与感温套管的间隙填充有绝缘材料，内保护管内装有铠装信号电缆引线，铠装信号电缆引线与感温元件连接，感温套管与内保护管焊接，组成温度计芯体， 密封管与温度计芯体焊接；锥形外保护管小径端的底部设置有底孔，锥形外保护管小径段沿径向设置有平分圆周的三组导流孔，每一组沿轴向分布有若干个导流孔，外保护管的后端与介质流体管道基座螺纹密封连接；内保护管与外保护管内腔贴合，内保护管与外保护管用Swagelok卡套管接头密封，卡套管接头本体与外保护管焊接。
2.根据权利要求1所述的高强度、快响应钼电阻温度传感器，其特征在于所述每一组沿轴向分布的导流孔为4个，其截面积总和与底孔的截面积相等。
3.根据权利要求1所述的高强度、快响应钼电阻温度传感器，其特征在于所述感温元件为柱状陶瓷钼电阻元件。
4.根据权利要求1所述的高强度、快响应钼电阻温度传感器，其特征在于所述感温套管采用高强度的不锈钢材料制作。
5.根据权利要求1所述的高强度、快响应钼电阻温度传感器，其特征在于感温元件与感温套管之间填充有绝缘材料为MgO或Al2O3或BeO。
6.根据权利要求1所述的高强度、快响应钼电阻温度传感器，其特征在于所述密封采用前卡、后卡双卡式Swagelok卡套管接头密封。
7.根据权利要求1所述的高强度、快响应钼电阻温度传感器，其特征在于所述密封管一部分位于外保护管内，另一部分伸出外保护管。
全文摘要
本发明涉及一种高强度、快响应铂电阻温度传感器，感温元件安装在变径感温套管内的小径段，感温元件的后端与感温套管之间填充有绝缘材料，内保护管内装有铠装信号电缆引线，铠装信号电缆引线与感温元件连接，感温套管与内保护管焊接，组成温度计芯体，密封管与温度计芯体焊接；锥形外保护管小径端的底部设置有底孔，锥形外保护管小径段沿径向设置有平分圆周的三组导流孔，每一组沿轴向分布有若干个导流孔，外保护管的后端与介质流体管道基座螺纹连接；内保护管与外保护管内腔贴合，内保护管与外保护管用Swagelok卡套管接头密封，卡套管接头本体与外保护管焊接。该传感器适应电站的高温、高压及高速介质流体特殊的工况要求，且热响应快。
文档编号G01K7/18GK103033281SQ20121056529
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者鞠华, 王 华, 张祖力, 张立新, 罗松 申请人:重庆材料研究院
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