[實(shí)用新型]貫穿式表面熱電偶

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 01212941.0
• 申請(qǐng)日: 2001-01-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN2492845Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2002-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉明安;潘克煜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01K7/06
• 分類(lèi)號(hào): G01K7/06
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 陳翠蘭

本實(shí)用新型屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步涉及一種敏感元件可移動(dòng)的貫穿式表面熱電偶。

發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸及其它熱力容器內(nèi)近固體壁面的流體溫度隨著距壁面距離的不同有著很大的變化，從而影響到流體與壁面的傳熱量及缸體或容器的熱負(fù)荷。通過(guò)測(cè)量近壁面的不同流層的流體溫度，可以達(dá)到檢測(cè)流體與固體壁面?zhèn)鳠崃康哪康摹０l(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)近壁面邊界層內(nèi)溫度測(cè)量相當(dāng)困難，這方面報(bào)道寥寥無(wú)幾，僅有的資料表明，以往的測(cè)量均采用以喇曼散射技術(shù)為基礎(chǔ)的光學(xué)方法，此種方法的缺點(diǎn)是它不僅需要較為復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，而且，應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)近壁面邊界層內(nèi)的溫度測(cè)量時(shí)還存在著兩方面的問(wèn)題，一方面是因?yàn)槠渲挥型该骰鹧婀馐拍艽┻^(guò)，所以?xún)H能夠測(cè)量透明火焰的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)近壁面邊界層內(nèi)的溫度，而不能用于非透明火焰的柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)近壁面邊界層內(nèi)的溫度測(cè)量；另一方面，因?yàn)樵诎l(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的火力側(cè)，壁面上不同位置的近壁面邊界層內(nèi)的溫度是變化的，而它只能測(cè)量整體壁面的平均值，不能測(cè)量壁面上局部位置的近壁面邊界層內(nèi)的溫度。

本實(shí)用新型的目的在于提供一種能貫穿發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋，敏感元件可伸入發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)且可沿缸蓋火力側(cè)壁面垂直方向微動(dòng)的表面熱電偶，它可對(duì)缸內(nèi)近壁面不同流層的溫度進(jìn)行測(cè)量，從而獲得熱邊界層的溫度，具有設(shè)計(jì)思路新穎、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、測(cè)量準(zhǔn)確率高的特點(diǎn)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是：它包括敏感元件、桿體和微調(diào)器，敏感元件由基體和表面熱電偶組成，通過(guò)桿體將敏感元件和微調(diào)器連接在一起，從而通過(guò)旋轉(zhuǎn)微調(diào)器可使敏感元件沿傳感器軸線方向移動(dòng)，采集到不同流層的溫度值。

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。

圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型敏感元件1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖3為本實(shí)用新型桿體2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖4為本實(shí)用新型微調(diào)器內(nèi)部3結(jié)構(gòu)剖視圖。

參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型包括一敏感元件1、桿體2和微調(diào)器3。敏感元件1的上端與桿體2的下端連接，敏感元件1上布置有兩根相互絕緣的熱電偶絲7，熱電偶絲7穿過(guò)桿體2與微調(diào)器3從中心孔引出，桿體2的上部穿過(guò)微調(diào)器3通過(guò)螺紋和突緣與微調(diào)器3上的微調(diào)器蓋10連接。

參見(jiàn)圖2，本實(shí)用新型的敏感元件1是在非金屬絕熱材料圓柱體基體5中布置兩根熱偶絲7，兩根熱偶絲7的下端面與基體5的下端面平齊，兩根熱偶絲7與基體5通過(guò)非金屬絕熱填料6固裝在一起，在基體5的下端面上有用陰極賤射將兩跟偶絲7連通的金屬膜層4。

參見(jiàn)圖3，本實(shí)用新型的桿體2為一空心金屬材料圓桿，其上部加工有圓柱體突臺(tái)和螺紋，與微調(diào)器3聯(lián)接。

參見(jiàn)圖4，本實(shí)用新型的微調(diào)器3是在一金屬材料空心圓柱體固定標(biāo)尺8內(nèi)壁止加工有螺紋，與桿體2的上部螺紋配合，固定標(biāo)尺8的下部加工有突臺(tái)和螺紋，供使用時(shí)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上，活動(dòng)標(biāo)尺9與固定標(biāo)尺8套裝在一起，其間的配合為間隙配合。活動(dòng)標(biāo)尺9的上部通過(guò)螺紋與微調(diào)器蓋10聯(lián)結(jié)，并夾緊桿體2上端的聯(lián)結(jié)突緣，使活動(dòng)標(biāo)尺9和桿體2及微調(diào)器蓋緊固在一起。

本實(shí)用新型貫穿式表面熱電偶的工作過(guò)程為：將本實(shí)用新型從發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋外部插入缸蓋，使其敏感元件1進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)近壁流體層內(nèi)，然后，將兩根偶絲7經(jīng)補(bǔ)償導(dǎo)線接到數(shù)據(jù)采集儀的輸入端。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，缸內(nèi)熱流體與該貫穿式表面熱電偶敏感元件1中的膜層4接觸，進(jìn)行熱量交換，由于膜層4很薄，響應(yīng)很快，膜層4溫度瞬間變化，在熱電效應(yīng)和接觸效應(yīng)的作用下，熱電偶回路中便產(chǎn)生一個(gè)電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)利用二次儀表的數(shù)據(jù)采集儀采集和顯示。旋轉(zhuǎn)微調(diào)器3的活動(dòng)標(biāo)尺9調(diào)整敏感元件膜層4的位置，使敏感元件1沿傳感器軸線方向移動(dòng)，便可以采集到不同流層的溫度值。