[实用新型]一种碳/碳制品高温处理炉高温测温系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种碳/碳制品高温处理炉高温测温系统，属于碳/碳复合材料制备设备技术领域。

背景技术

C/C制品高温处理炉运行时，要求在不同的温度范围内，以不同的升温速率进行升温，温度的测量以及升降温速率的控制对材料中各相界面结合状态、材料中的应力分布、裂纹分布等均有极为重要的影响，而这些特征会在后续材料制备工艺过程中遗传和演变，进而影响材料和产品的最终性能。因而，温度的测量稳定性和精确度是衡量C/C制品高温处理炉性能优劣的一项关键技术指标。

C/C制品高温处理炉的温度测量通常是采用直接测量和间接测量相结合的方法，低温区RT～1000℃用铂铑热电偶，1000℃～2800℃高温段采用光学高温计测量。一般来说，热电偶测量比较简单、可靠，测量精度较高，可以用来测量升温段的温度及炉内降温时的开炉温度，但测温范围有限；非接触式测温是通过被测物的热辐射强度进行温度测定的，测温范围广，反应速度也较快，但受物体的发射率、测量距离、烟雾、粉尘和水蒸气等外界因素的影响，因此测量误差较大，特别是对于碳基复合材料制品来说，随着温度的升高，系统产生的游离碳烟气(一氧化碳、二氧化碳、硫化物和烟尘等)对温度的准确测量影响更大。研究表面，大量烟尘的存在能造成温度偏差高达500℃以上，这显然是工艺规范所不允许的。

现有的碳/碳制品高温处理炉高温测温系统包括高温测温管和光学测温、数据采集和记录系统，光学测温、数据采集和记录系统包括数据采集与记录仪和光学测温仪，高温测温管如图1所示，包括石墨测温管11、光学测温孔12和金属测温管13，在碳基复合材料制品制备过程中，随着温度的升高，系统产生的游离碳烟气(一氧化碳、二氧化碳、硫化物和烟尘等)堆集在光学测温孔12中，严重影响了光学测温仪的温度测量精度。

实用新型内容

本实用新型技术解决的问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够有效消除光学测温计测量过程中的游离碳烟气(包括一氧化碳、二氧化碳、硫化物和烟尘等)，提高C/C制品高温处理炉高温测量精度，从而实现C/C制品高温处理炉的精确控温的目的的碳/碳制品高温处理炉高温测温系统。

本实用新型的技术解决方案是：一种碳/碳制品高温处理炉高温测温系统，包括高温测温管和光学测温、数据采集和记录系统，还包括外部气体吹入系统，所述的高温测温管包括石墨测温管、光学测温孔和金属测温管，石墨测温管下部的侧壁加工烟尘排出孔，金属测温管上部的侧壁加工气体吹入孔，气体吹入孔、烟尘排出孔与光学测温孔内部贯通，外部气体吹入系统通过气体吹入孔将惰性气体吹入高温测温管内，将高温测温管内的烟尘通过烟尘排出孔排出。

所述的气体吹入孔中心线距离金属测温管顶部30～60mm，直径小于5mm，开孔角度为45±10°。

所述的烟尘排出孔中心线距离石墨测温管底部30～40mm，直径小于5mm。

所述的气体吹入孔与烟尘排出孔直径一致。

所述的外部气体吹入系统包括储气瓶和与之连接的输气管道。

本实用新型与现有技术相比有益效果为：

(1)本实用新型在金属测温管上部和石墨测温管下部分别加工一个气体吹入孔和烟尘排出孔，同时配备外部气体吹入系统，把一定流量气体通过气体吹入孔引入测温管中，使烟气和粉尘由底部排出孔排出到炉体内部，惰性气体的持续引入能够消除高温测温管中的烟雾和粉尘，使内部一直保持比较洁净的测温通道，从而为C/C制品高温处理炉温度的精确测量和控制提供了重要保障；

(2)本实用新型的气体吹入孔的加工角度选择，使吹入高温测温管内的惰气体溅射到金属测温管内壁上形成旋转的气流，排除高温测温管中的烟雾和粉尘的效果最佳；

(3)本实用新型的气体吹入孔和烟尘排出孔的加工位置和尺寸选择，有利于高温测温管中的烟雾和粉尘的排出，同时不会造成高温炉内的烟雾和粉尘更多进入高温测温管影响温度测量精度；

(4)本实用新型在2800℃以内的温度范围内，测温误差不大于50℃；

(5)本实用新型为C/C制品高温处理炉升温及降温过程中的高温区(＞1000℃)的温度准确测量系统，也可用于其它高温设备的精确温度测量；

(6)本实用新型适用于不同测温部位的C/C制品高温处理炉如顶部测温式、侧面测温式和底部测温式等。

附图说明

图1为现有高温测温管结构示意图；

图2为本实用新型高温测温管结构示意图；

图3为采用本实用新型的顶部测温式碳/碳制品高温处理炉；

图4为采用本实用新型的侧面测温式碳/碳制品高温处理炉；