[实用新型]提升热电偶温度传感器实时测温响应能力的装置

说明书

技术领域：

本发明涉及温度参数的实时测量领域，尤其涉及一种提升热电偶温度传感器实时测温响应能力的方法的装置。

背景技术：

温度是表征物体冷热程度的物理量，是航空、航天、宇航飞行器产品等高端军事装备工作过程中最为普遍而又重点关注的一种测量参数。温度参数的测量功能一般由各种类型的温度传感器实现，温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。根据材料和电子元器件特性的不同，温度传感器可分为热电阻和热电偶两类。其中热电偶类温度传感器在高温（如1000℃以上）温度测量中具有不可替代的优势。

近年来，随着我国军事装备现代化的快速发展，对火箭及导弹火焰喷射温度、弹头侵彻温度等瞬态温度变化这种特殊环境下的温度测量提出了越来越高的要求，要求温度传感器能对被测温度场的快速变化作出实时响应。传统热电偶传感器由于受绝缘要求、机械保护等因素制约，在结构设计时进行了一些特殊的封装处理，导致结构形态远大于热电偶丝本体尺寸，同时严重影响了热电偶丝快速感温能力。为说明其中的影响程度,提供部分试验数据如下：热电偶裸丝的热响应时间（一般以τ_0.9衡量，以被测温度1000℃为例，当温度传感器从常温条件，放入该温度场开始计时，至温度传感器输出900℃测值时为止，所得的计时长度值为该传感器的τ_0.9）通常τ_0.9小于1秒，但当对热电偶裸丝采取了绝缘、结构保护等设计措施之后，τ_0.9会达到10秒甚至100秒。但若是不采取绝缘、保护措施的话，热电偶裸丝的可靠性又难以得到保证，要解决这对矛盾，技术实现难度非常高。

现有的温度传感器由保护性结构体、热电偶丝、感温接合部组成。热电偶丝是温度传感器的敏感材料，由两种材质金属材料组成。感温接合部是温度传感器的感温触点，与被测温度接触，应能直接传递被测温度值；也是热电偶温度传感器电路的其中一个端点（热端），热电偶电路的另一端称作冷端，热端与冷端之间若存在温度差ΔT，就会在冷端的A、B两点产生一个与ΔT成线性关系的mV数量级的电压值，通过测量电压值就能获得温度ΔT的测值，这就是赛贝克(seeback)效应。由于热电偶丝的材质比较脆，实际使用过程中容易损坏，所以会加上保护性结构体。保护性结构体的存在影响了热传递效果，导致热电偶丝在温度响应指标上的严重滞后。以被测温度500℃为例，将传统的温度传感器由常温状态放置进入被测温度场，开始计时，当温度传感器的输出达到450℃（τ_0.9）时，可能需要80秒的时间，快速响应能力根本满足不了实际使用要求。

发明内容：

本发明是为了解决现有技术的不足，而提供一种提升热电偶温度传感器实时测温响应能力的方法的装置，具体由以下技术方案实现：

所述的提升热电偶温度传感器实时测温响应能力的装置, 该装置包括热电偶丝、保护性结构体以及感温接合部，所述热电偶丝封装于保护性结构体内，位于保护性结构体一端面的热电偶丝形成所述感温接合部，位于另一端面的热电偶丝为冷端，所述保护性结构体对应于热端的端面上开设有一个浅孔，保护性结构体上还开设有两个与所述浅孔相连通的通孔，所述热电偶丝穿接于所述通孔、浅孔中，使感温接合部置于浅孔中，热电偶丝的冷端经通孔伸出保护性结构体，通孔内填充有固态隔热材料。

所述提升热电偶温度传感器实时测温响应能力的装置的进一步设计在于，固态隔热材料采用耐高温隔热胶或耐高温隔热纳米复合陶瓷或耐高温绝缘套管或石英纤维。

所述提升热电偶温度传感器实时测温响应能力的装置的进一步设计在于，所述保护性结构体呈圆柱状，所述两个通孔平行地开设于保护性结构体内的两侧。

所述提升热电偶温度传感器实时测温响应能力的装置的进一步设计在于，所述热电偶丝呈基本U形地布置于保护性结构体内，感温接合部位于热电偶丝的U形底部。

所述提升热电偶温度传感器实时测温响应能力的装置的进一步设计在于，所述感温接合部的热电偶丝呈曲线形。

本发明的有益效果：