[發明專利]一種柔性溫度測量與過溫報警電纜及其制備方法

有效

• 申請號: 200810069275.5
• 申請日: 2008-01-22
• 公開（公告）號: CN101493359A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發明（設計）人: 張忠模;魏小明;趙彥
• 申請（專利權）人: 重慶儀表材料研究所
• 主分類號: G01K7/02
• 分類號: G01K7/02;G01K1/00;G01K7/00
• 代理公司: 重慶創新專利商標代理有限公司
• 代理人: 宮兆斌

技術領域??本發明涉及一種溫度傳感器，特別涉及一種柔性溫度測量與過溫報警電纜及其制備方法。

背景技術??溫度測量與過溫報警電纜作為“線溫”和“面溫”的測量與過溫報警，具有其它溫度傳感器無法比擬的優點，目前已廣泛用于各行各業溫度異常的探測與報警，如電纜橋架、電纜溝、儲油罐、隧道、通訊機房、倉庫等。早期的過溫報警電纜是金屬鎧裝的電阻型或融鹽型溫度報警電纜。電阻型溫度報警電纜只能檢測是否過熱，無法區分一段長的不太高的溫升和一段短的較高的溫升這兩種截然不同的情況。融鹽型溫度報警電纜報警點精度較高，但它只能判明溫度是否越過報警點，不能了解報警前后溫度變化趨勢。上述兩種類型的溫度報警電纜一般只用于100℃以上的范圍，共同的致命弱點是單支電纜不能太長，否則誤差太大，失去實用意義。很多情況下，人們不僅需要對溫度變化過程進行實時監控和過溫報警，而且要監測的“線”很長，“面”很大。針對這些問題，本專利的解決方案是報警電纜的芯線采用雙芯、填充材料用半導體熱敏粉、護套采用耐高溫塑料。目前國內還未曾見到能成功研發此類溫度報警電纜的相關報道。

發明內容??本發明的目的就是針對現有技術的不足，提供一種為了克服國內的溫度報警電纜在較低溫度下無法使用以及對溫度變化不能實時監控等的不足，測溫范圍是室溫至200℃，不僅可以用作過溫報警，更可以實時測量其沿線上存在的最高溫度的柔性溫度測量與過溫報警電纜及其制備方法，以及柔性溫度測量與過溫報警電纜正負極間熱電勢的測量方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種柔性溫度測量與過溫報警電纜，包括護套層、屏蔽層、絕緣紙、芯線、熱敏材料，所述芯線為兩條，正極芯線和負極芯線，正極芯線和負極芯線外部都包敷有第一玻纖網管，包敷有玻纖網管的正極芯線和負極芯線并行或對鉸放置，在并行或對鉸放置的正極芯線和負極芯線外包敷有第二玻纖網管；在正極芯線、負極芯線、玻纖網管上都附著有熱敏材料，在第二玻纖網管的外部依次為絕緣紙、屏蔽層和護套層；所述的熱敏材料為氧化錳粉體；正極芯線的兩端超出所有外包層50mm～100mm形成正極芯線引出端；負極芯線的兩端超出所有外包層50mm～100mm形成負極芯線引出端；所述的兩引出端的正極芯線引出端與另一端的正極芯線引出端連接；負極芯線引出端與另一端的負極芯線引出端連接。

兩芯線間填充有熱敏粉，熱敏粉均勻附著在載體上，載體玻纖網管有兩部分，里面玻纖網管部分將兩芯線隔開，外面玻纖網管部分是使里面的芯線和熱敏粉緊密接觸，載體玻纖網管外是絕緣紙，外面是屏蔽層和護套層。所有部分的直徑或密度或厚度均勻。芯線可以是任何在測溫范圍內具有良好熱電性能的金屬、非金屬或合金對，特別是塞貝克系數較穩定的金屬、非金屬或合金對。兩芯線對鉸，鉸合節距均勻。載體可以是任何具有良好吸附性的絕緣管網，且可以是重疊的多層。本發明屏蔽采用常用的屏蔽方法：鋁箔或銅網外加鍍錫金屬絲。理論上熱敏材料是具有負溫度系數的化合物，特別是B值較大的氧化物，如氧化鐵、氧化鎳、氧化錳、氧化鈷等。在本發明中優選的熱敏材料為氧化錳。

電纜有兩個信號引出端，使用時將兩端的正極與正極、負極與負極并聯。它的目的是當電纜芯線中間某點斷裂時，電纜仍可正常使用，即使有兩個以上的斷點，引出端至最近的斷點之間的部分仍可使用。

當報警電纜沿線上某一點A(也可以是同溫度的多點或一段)的溫度T1超過電纜線其余部分的溫度時，該點的正極芯線和負極芯線間電阻會降低，從而在A點形成一個“臨時”熱端。“臨時”熱端起著和普通單接點熱電偶的熱端相同的作用，此時電纜的兩熱電極之間產生一個和溫度T1相對應的熱電動勢。如果電纜線上第二個點B出現更高的溫度T2(T2＞T1)，該點的正極芯線和負極芯線間電阻會降的比A點更低，則B點兩熱電極之間形成更為有效的電連接，一個新的“臨時”熱端在B點產生了，同時熱電極之間又輸出一個和溫度T2相對應的熱電動勢。電纜輸出的熱電動勢總是和電纜線上存在的最高溫度相對應。通過測量電纜的熱電動勢，即可實現報警，且知道電纜線上的最高溫度。

優選的，在絕緣紙和屏蔽層之間設有一條導線，貫穿于整條柔性溫度測量與過溫報警電纜。導線便于電纜接地。

優選的，所述正極芯線和負極芯線均為標準熱電偶絲中K型、N型、E型、S型、R型中的一種。

進一步優選的，所述的正極芯線和負極芯線為K型熱電偶絲，即正極為鎳鉻合金，負極為鎳硅合金的熱電偶絲，正極芯線和負極芯線的直徑為Φ0.3mm～Φ1.0mm。本發明優先選用K型偶絲，與其它可以用做芯線的金屬、非金屬或合金相比，K型偶絲的塞貝克系數較穩定且廉價。