[发明专利]高温耐腐蚀热电偶及其加工方法

权利要求书

1.一种高温耐腐蚀热电偶，其特征在于，包括接线盒结构、绝缘保护壳及热偶丝结构；

所述绝缘保护壳为一端具有开口的中空结构；所述绝缘保护壳具有开口的一端与所述接线盒结构连接；

所述热偶丝结构内置于所述绝缘保护壳内；所述热偶丝结构的两个参考端均伸入至所述接线盒结构内，并与所述接线盒结构电连接；

所述热偶丝结构包括贵金属热偶丝及溅射沉积在所述贵金属热偶丝表面上的原子级保护膜；所述原子级保护膜的耐高温性能及耐腐蚀性能均优于所述贵金属热偶丝。

2.根据权利要求1所述的高温耐腐蚀热电偶，其特征在于，用于制成所述原子级保护膜的材料包括二氧化硅、碳化钨、氧化锆及硼化锆中的至少一者。

3.根据权利要求1所述的高温耐腐蚀热电偶，其特征在于，所述原子级保护膜包括溅射沉积在所述贵金属热偶丝表面上的过渡层及溅射沉积在所述过渡层上的保护层；所述保护层的耐高温及耐腐蚀性能优于所述过渡层。

4.根据权利要求3所述的高温耐腐蚀热电偶，其特征在于，所述过渡层为二氧化硅层；所述保护层为碳化钨层、氧化锆层或硼化锆层；或

所述过渡层的厚度小于或等于5微米；所述保护层的厚度小于或等于200微米。

5.根据权利要求1所述的高温耐腐蚀热电偶，其特征在于，所述热偶丝结构包括材质不同的正极热偶丝及负极热偶丝；所述正极热偶丝的一端与所述负极热偶丝的一端连接，以形成所述热偶丝结构的测量端；所述测量端结晶形成有蓝宝石单晶结构；所述正极热偶丝的另一端及所述负极热偶丝的另一端分别为所述热偶丝结构的两个参考端；或

所述绝缘保护壳的材质为99.7％氧化铝陶瓷、碳化硅或蓝宝石。

6.根据权利要求1所述的高温耐腐蚀热电偶，其特征在于，所述绝缘保护壳包括套在所述热偶丝结构外的内层保护管及套在所述内层保护管外的外层保护管；所述外层保护管及所述内层保护管均为一端开口的管状结构，且两者的开口方向一致；所述外层保护管的内壁与所述内层保护管的外壁之间具有间隙。

7.根据权利要求1所述的高温耐腐蚀热电偶，其特征在于，所述接线盒结构包括一体成型的机身及表头；所述机身为具有第一连接口及第二连接口的中空结构；所述表头安装于所述第二连接口处；所述绝缘防护壳具有开口的一端穿过所述第一连接口并与所述机身的内壁连接；所述热偶丝结构的两个参考端均与所述表头电连接。

8.根据权利要求7所述的高温耐腐蚀热电偶，其特征在于，所述绝缘保护壳的内壁与所述热偶丝结构之间填充有绝缘保护材料；

所述接线盒结构还包括具有两个通孔的密封压帽；所述密封压帽收容于所述机身内，并与所述绝缘保护壳具有开口的一端连接，以密封所述绝缘保护壳的开口；所述热偶丝结构的两个参考端分别密封穿设于两个所述通孔内。

9.根据权利要求7所述的高温耐腐蚀热电偶，其特征在于，所述机身的侧壁开设有进气口及出气口；所述进气口用于接通惰性气体的吹气装置；

所述接线盒结构还包括进气堵头及出气堵头；所述进气堵头及所述出气堵头分别可拆卸地安装于所述进气口及所述出气口处。

10.一种高温耐腐蚀热电偶的加工方法，其特征在于，包括步骤：

在真空环境中，利用清洗离子束对贵金属热偶丝的表面轰击预设时长，以使所述贵金属热偶丝的表面呈现原子级清洁状态；

在真空环境中，利用聚集离子束轰击靶材，以在清洁后的所述贵金属热偶丝表面上溅射沉积形成一层原子级保护膜，以得到热偶丝结构；

所述靶材的耐高温性能及耐腐蚀性能均优于所述贵金属热偶丝；

在真空环境中，对所述热偶丝结构进行冷却处理；

待所述热偶丝结构冷却后，将所述热偶丝结构安装于绝缘保护壳内；

将装有热偶丝结构的绝缘保护壳安装在接线盒结构上。