[发明专利]爆炸场耐瞬态高压的快速响应热电偶

说明书

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种热电偶，特别是一种适应于爆炸场瞬态高压环境下的快速响应热电偶。

背景技术

由于温压、云爆弹药爆炸后产生急剧的高压效应和持续时间很长的高温效应，特别适合于对付建筑物或防御工事等密闭、半密闭环境内的软目标和有生力量，成为世界各军事强国的研究热点。在温压、云爆弹药的研究、生产过程中，需要测量爆炸场内爆炸火球温度，研究爆炸火球内爆炸温度的时空分布规律，这对于温压、云爆弹药毁伤威力的评估具有重要的意义。

目前对于温度测量的方法有接触法和非接触法。接触法测量主要采用的是热电偶，热电偶的结构形式主有铠装型热电偶和裸露型热电偶。如中国专利ZL200420087876.6公开了一种高温耐磨快速响应热电偶，它是一种铠装型热电偶，包括热电偶保护管、热电偶、外壳、固定螺栓、耐高温密封垫、超细晶组织的高硬度涂层。其优点是结构简单，耐磨涂层增大了热电偶的使用寿命，其缺点是由于热电偶的外部有保护套，外部热量首先通过外保护套的热传导作用，才能将热传递给热电偶偶结，热电偶的响应时间比较长，为5～6秒，对于温压/云爆弹药爆炸场，后燃烧效应产生的爆炸温度持续时间为一百多毫秒量级，因此对于爆炸场爆炸火球响应温度测量的热电偶，除了要求结构强度高，能承受爆炸冲击波作用外，还要求热电偶响应时间短，时间常数为毫秒级，能快速响应爆炸火球的温度变化。裸露性热电偶如科学出版社出版的《传感器应用技巧141例》书，第94页中65热响应速度非常快的极细热电偶，文中提到一种热电偶偶丝直径0.025mm，响应时间25μs。其缺点是偶丝结构强度低，在爆炸场瞬态冲击波作用下偶丝易于损坏。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种爆炸场耐瞬态高压的快速响应热电偶，该热电偶适用温压/云爆炸药爆炸环境，能耐瞬态高压作用，而且热电偶制作简单、结构强度高、响应时间短。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种爆炸场耐瞬态高压的快速响应热电偶，其特征在于，由热电偶丝、隔温绝缘胶、连接器、压螺、信号线和外壳组成，其中：

所述的连接器位于外壳内部，连接器一端连接信号线，另一端连接热电偶丝，外壳内部填充隔温绝缘胶将连接器和热电偶丝包裹，伸出外壳的热电偶丝除露出部分外，均由隔温绝缘胶构成的圆锥形结构包裹。

热电偶丝为直径为φ0.2的WRe5/26钨铼热电偶丝，WRe5/26钨铼热电偶丝机械强度大，抗脆化能力强。

隔温绝缘胶由磷酸液和氧化铜组成的无机粘结胶，其特点是粘结强度高，固化后耐冲击、高温性能比较好。

联接器为一对，是一个中心为台阶孔的圆柱体，两端外径上分别有一个与压螺配合的螺纹孔，热电偶丝和信号线分别从连接器的一端中心孔穿入，由压螺压紧连接导通。

外壳是一个中心有台阶孔的圆柱，一端外壁设为六方结构，另一端外壁为圆柱，其余部分为外螺纹，一对连接器位于壳体内部，连接器一端用于连接热电偶丝，另一端用于连接信号线，其余部分填充隔温绝缘胶。伸出外壳的热电偶丝除露出端外，由隔温绝缘胶构成的圆锥形结构包裹。圆锥形结构所形成的斜面改变冲击波反射压作用方向，使热电偶偶丝的受到的冲击波作用力减小。

本发明的爆炸场耐瞬态高压的快速响应热电偶，其有益效果体现在以下几个方面：

（1）结构简单，使用由磷酸液和氧化铜组成的无机粘结胶作为隔温绝缘胶，这种胶体配制简单，固化时间短，制作简单、方便。

（2）在爆炸场使用，在冲击波超压为13MPa的环境使用，热电偶偶结没有被损坏，可有效的获取测量数据。

附图说明

图1是本发明的爆炸场耐瞬态高压的快速响应热电偶结构剖面示意图。

图2热电偶测试温度曲线。

图3冲击波超压曲线。

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详述。

具体实施方式

如图1所示，按照本发明的技术方案，本实施例给出一种爆炸场耐瞬态高压的快速响应热电偶的具体结构，包括热电偶丝1、隔温绝缘胶2、连接器3、压螺4、信号线5、外壳6。其中，连接器3位于外壳6内部，连接器3一端连接信号线5，另一端连接热电偶丝1，外壳6内部填充隔温绝缘胶2将连接器3和热电偶丝1包裹，伸出外壳6的热电偶丝1除露出部分外，均由隔温绝缘胶2构成的圆锥形结构包裹。