[發明專利]自動跟蹤表面溫度傳感器

無效

• 申請號: 200910098190.4
• 申請日: 2009-05-04
• 公開（公告）號: CN101545812A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發明（設計）人: 吳加侖;姚春華;呂衍倫;陳宇
• 申請（專利權）人: 浙江倫特機電有限公司
• 主分類號: G01K7/04
• 分類號: G01K7/04;G01K13/02;F17D5/00
• 代理公司: 溫州高翔專利事務所
• 代理人: 陳乾康

技術領域

本發明涉及一種溫度傳感器，尤其涉及一種自動跟蹤表面溫度的熱電偶溫度傳感器，應用于化工設備和管道的表面以及內部介質等的溫度測量的溫度傳感器。

背景技術

近年來隨著我國石油化工、煤化工等工業的蓬勃發展，在關鍵的設備和管道表面要進行測溫控制才能確保安全生產，保證人員生命和財產安全。特別在化工生產的設備汽化爐，由于氣化爐內溫度約1350℃，壓力8.0～9.0MPa，長時間運轉爐內壁損壞，溫度傳導到外表面，溫度過高，外壁鋼板變軟，在內壓力作用下導致爆炸等重大設備安全事故，因此隨時監控汽化爐表面溫度顯得十分必要。

目前使用的熱電偶溫度傳感器主要包括保護套和熱電偶，熱電偶由二條正負極偶絲(金屬絲)焊成一個點，其周圍填充氧化鎂粉末置于保護套中，氧化鎂粉末用于正負極偶絲之間以及偶絲與保護套之間的絕緣作用。這種結構的熱電偶測量溫度，一只熱電偶只能測量一個點，若整個化工設備表面都要測溫，即可能要用上千個熱電偶都不可能做到對設備表面每一點溫度的測量和監控，因此，現有的熱電偶溫度傳感器無法滿足設備和管道整個表面積的溫度測量。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能對被監控表面任一處面積測量溫度的溫度傳感器，以適應各種化工設備和管道表面以及內部介質等溫度的自動跟蹤測量和監控。

本發明所采用的技術方案是：一種自動跟蹤表面溫度傳感器，包括保護套和由正極偶絲和負極偶絲組成的熱電偶，所述正極偶絲和負極偶絲置于保護套中并且兩偶絲始終處于分開狀態，正極偶絲和負極偶絲周圍充填具有一定熱電性能的錳基氧化物粉末。正極偶絲和負極偶絲一般為不同材料的金屬絲，保護套一般為金屬套管，所選用的錳基氧化物粉末具有以下熱電性能，當溫度<155℃時基本不導電，當溫度≥155℃時導電，而且溫度越高導電性能越好。

可以將若干條上述帶有保護套(一般為金屬套管)的熱電偶拉制成一定直徑按設計要求串聯做成1—500米或更長的一條溫度傳感器，將帶保護套的熱電偶串聯件盤纏埋在設備或管道表面的測溫層中，以對設備或管道表面溫度的自動跟蹤測量和監控。也可以將帶保護套的熱電偶串聯件置于有介質或氣流的設備或管道中測量溫度。

由于本發明溫度傳感器的正負極偶絲始終處于分開狀態，并且用一種具有特定熱電性能的錳基氧化物粉末實現隔離。在常溫或溫度<155℃時，內填充物錳基氧化物絕緣電阻大，正負偶絲之間隔離，不產生熱電勢；當設備或管道的某段或某一點溫度升高達155℃時，內填充物錳基氧化物電阻會降低，由于內填充物絕緣電阻的降低，正負偶絲之間趨于導通，產生熱電勢，而且溫度越高導電性能越好，在溫度繼續升高到220℃時，內填充物絕緣電阻接近于零。輸出的熱電勢信號直接輸送到二次儀表或計算機，或配溫度變送器，通過溫變放大電信號轉變為數字信號(4～20mA)。由于該溫度傳感器沒有一個固定結點(檢測點)，因此，在設備或管道表面輔設一條幾十米，甚至幾百多米長的熱偶絲時，當幾百長的范圍內任意處面積溫度升高達到監控溫度時，這種新型溫度傳感器就可自動跟蹤探測并輸出信號，所以幾百米長的范圍只需要鋪設一條信號導線，就實現了一定范圍內的表面溫度測量。并且該溫度傳感器的熱電偶的正負熱偶絲連同保護套可隨設備表面埋在保溫層中，從外表面看不出溫度測量點，給設備保溫帶來方便，并且整體美觀，不需考慮由于保溫不良導致散發熱能而浪費能源。本發明尤其適用于化工設備和管道的表面以及內部介質或氣流的溫度測量和監控。

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步說明。

附圖說明

圖1是本發明一種實施例整體結構示意圖；

圖2是圖1中熱電偶截面圖；

圖3是本發明應用于化工設備的一種布線示意圖。

具體實施方式

如圖1、2所示，本發明的一種實施例自動跟蹤表面溫度傳感器，主要由熱電偶1、插頭座4、正極插頭2、負極插頭3、接線盒5、電氣接口6以及連接件等組成，正極金屬絲8和負極金屬絲9置于金屬套管10中，并且正極金屬絲8和負極金屬絲9始終處于分開狀態，正極金屬絲8和負極金屬絲9周圍充填錳基氧化物粉末7實現隔離。所選用的錳基氧化物粉末具有以下熱電性能，當溫度<155℃時基本不導電，當溫度≥155℃時趨于導電，而且溫度越高導電性能越好。

圖3所示的是本發明一種應用實例，一種具有表面測溫層的化工設備，表面測溫層中盤纏埋有由若干條帶保護套的熱電偶拉制成一定的直徑并串聯一起的溫度傳感器(圖中虛線內為測溫范圍)。設備工作時，當設備某段或某一點溫度升高達155℃時，正負偶絲之間趨于導通，并且有近似值熱電勢信號。在溫度繼續升高到220℃時，正負偶絲之間完全通路產生熱電勢信號，輸出熱電勢信號直接輸送到二次顯示儀表或計算器，或配溫度變送器，通過溫變放大電信號轉變為數字信號(4～20mA)。同樣，本發明也可以盤纏埋在具有表面測溫層的管道中，以對管道表面溫度的自動跟蹤監控。同時也可以置于有介質和氣流的設備或管道中測量溫度。