[發明專利]一種高強度、快響應鉑電阻溫度傳感器

有效

• 申請號: 201210565294.3
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN103033281A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 鞠華;王華;張祖力;張立新;羅松
• 申請（專利權）人: 重慶材料研究院
• 主分類號: G01K7/18
• 分類號: G01K7/18
• 代理公司: 重慶志合專利事務所 50210
• 代理人: 胡榮琿

技術領域

本發明涉及一種溫度測量儀器，特別涉及一種高強度、快響應鉑電阻溫度傳感器。

背景技術

鉑電阻溫度傳感器是利用其電阻與溫度成一定函數關系而制成的溫度傳感器，鉑電阻溫度計熱響應時間是指在溫度階躍變化時，一個溫度計的電阻值變化至相當該階躍變化的某個規定的百分比所需的時間。通常使用τ_0.9、τ_0.632和τ_0.5等表示，分別是指達到溫度變化90%、63.2%和50%時的滯后時間。響應時間是溫度計靈敏度的重要表征。用陶瓷鉑電阻敏感元件封裝后的溫度傳感器，因其結構不同，傳感器響應時間會有很大的差異。

一些電站用鉑電阻溫度計，是為電站功率控制系統、保護系統和熱工控制系統提供溫度信號，在安全性、可靠性、穩定性、完整性以及質量保證方面有極高的要求，不僅要求對溫度信號作出快速且準確的反應，并能承受介質環境高溫、高壓及介質高速沖刷的能力，具有使用壽命長（40～60年），及抗相當烈度地震的能力。

柱形測溫電阻溫度計中截面積可視為響應時間的比例系數，傳統的溫度計不能滿足既要熱響應時間快，又能保持溫度計的強度，承受介質高溫、高壓及高速流體沖刷的技術要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種高強度、快響應鉑電阻溫度傳感器，該傳感器適應電站的高溫、高壓及高速介質流體特殊的工況要求，且熱響應時間快。

本發明的技術方案是：

一種高強度、快響應鉑電阻溫度傳感器，感溫元件安裝在變徑感溫套管內的小徑段，感溫元件與感溫套管的間隙填充有絕緣材料，內保護管內裝有鎧裝信號電纜引線，鎧裝信號電纜引線與感溫元件連接，感溫套管與內保護管焊接，組成溫度計芯體，密封管與溫度計芯體焊接；錐形外保護管小徑端的底部設置有底孔，錐形外保護管小徑段沿徑向設置有平分圓周的三組導流孔，每一組沿軸向分布有若干個導流孔，外保護管的后端與介質流體管道基座螺紋密封連接；內保護管與外保護管內腔貼合，內保護管與外保護管用Swagelok卡套管接頭密封，卡套管接頭本體與外保護管焊接。

所述每一組沿軸向分布的導流孔為4個，其截面積總和與底孔的截面積相等。

所述感溫元件為柱狀陶瓷鉑電阻元件。

所述感溫套管采用高強度的不銹鋼材料制作。

感溫元件與感溫套管之間填充有絕緣材料為MgO或Al₂O₃或BeO。

所述密封采用前卡、后卡雙卡式Swagelok卡套管接頭密封。

所述密封管一部分位于外保護管內，另一部分伸出外保護管。

本發明解決了電站高溫(400℃)、高壓(17～26.5MPa）、高速（4～5m/s）介質環境測溫問題，本發明所述鉑電阻溫度傳感器具有穩定性好，強度高，使用壽命長的優點，為國內外首創。

本發明的優點是：

1.采用Swagelok卡套管接頭密封，溫度計的信號引出采用接插件或是接線盒方式，安裝、維護方便；　

2.熱響應時間快，達到τ_0.632≤1.5s；

3.可以承受高溫達400℃；

4.可以承受高壓達17～26.5MPa；

5.可以承受高速介質流體的沖刷，介質流速4-5m/s；

6.可以耐受30g重力加速度的振動強度，并滿足地震SSE要求；

7.使用壽命達到40～60年。

本發明所述鉑電阻溫度傳感器應用于電站或類似介質環境，適應于高溫、高壓，并能承受高速介質流體沖刷及耐受一定烈度地震的工作環境，具有熱響應時間快、強度高、精度高的優點。

附圖說明

圖1為本發明所述鉑電阻溫度傳感器的結構示意圖；

圖2為溫度計芯的示意圖；

圖3為外保護管、Swagelok卡套管接頭組裝示意圖；

圖4為錐形外保護管小徑段沿徑向設置的導流孔示意圖。

圖中1為外保護管，2為感溫元件，3為感溫套管，4為內保護管，5為Swagelok卡套管接頭，6為密封管，7為插件或接線盒，8為電纜引線，9為絕緣材料，10為底孔，11為導流孔，12為前卡，13為后卡，14為螺母，15為卡套管接頭本體。

具體實施方式