[发明专利]高温耐腐蚀热电偶及其加工方法

说明书

本发明涉及一种高温耐腐蚀热电偶及其加工方法。高温耐腐蚀热电偶包括接线盒结构、绝缘保护壳及热偶丝结构。绝缘保护壳为一端具有开口的中空结构。绝缘保护壳具有开口的一端与接线盒结构连接。热偶丝结构内置于绝缘保护壳内。热偶丝结构的两个参考端均伸入至接线盒结构内，并与接线盒结构电连接。热偶丝结构包括贵金属热偶丝及溅射沉积在贵金属热偶丝上的原子级保护膜。原子级保护膜的耐高温性能及耐腐蚀性能均优于贵金属热偶丝。因此，上述热偶丝结构的设置，使得高温耐腐蚀热电偶的使用寿命更长。

技术领域

本发明涉及热电偶技术领域，特别是涉及一种高温耐高温热电偶及其加工方法。

背景技术

热电偶作为一种常用的测量器件，可以直接测量汽化炉、硫化炉等的温度。传统的热电偶外壳在骤热骤冷的冲击下容易开裂，从而导致腐蚀性和还原性气体有可能会进入热电偶内造成贵金属热偶中毒腐蚀损坏，大大影响了热电偶的使用寿命。

发明内容

基于此，有必要针对传统热电偶使用寿命较低的问题，提供一种使用寿命较长的高温耐腐蚀热电偶及其加工方法。

一种高温耐腐蚀热电偶，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。

上述高温耐腐蚀热电偶，由于原子级保护膜的耐高温性能及耐腐蚀性能均由于贵金属热偶丝，所以热偶丝结构在氧化、还原或酸碱气氛下的性能较为稳定。使用时，即使有酸性、还原性气体进入绝缘保护壳内，热偶丝结构也不容易发生中毒腐蚀损坏的情况，有效地提高了高温耐腐蚀热电偶的使用寿命。而且，由于原子级保护膜是溅射沉积在贵金属热偶丝上的，所以原子级保护膜与贵金属热偶丝之间相互渗透，具有极强的结合力，即使经过长时间的使用，原子级保护膜也不容易从贵金属热偶丝上脱离下来，进一步提高了高温耐腐蚀热电偶的使用寿命。

在其中一些实施例中，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。

在其中一些实施例中，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。

在其中一些实施例中，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。

在其中一些实施例中，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。

在其中一些实施例中，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。

在其中一些实施例中，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。