[發明專利]一種用于復雜環境中瞬態響應的高溫傳感器

在審

• 申請號: 201611165350.9
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106595891A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 包楨;徐軍
• 申請（專利權）人: 貴州航天計量測試技術研究所
• 主分類號: G01K7/02
• 分類號: G01K7/02;G01K1/08;G01K1/12;G01K13/00
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所52100
• 代理人: 商小川

技術領域

本發明涉及一種用于復雜環境中瞬態響應的高溫傳感器，屬于武器型號測試技術領域。

背景技術

在復雜環境中如燃氣發生器火藥柱燃燒可在極短時間內產生高壓、高溫。為了評估火藥動態燃燒特性以及高溫對燃氣發生器帶來的影響，需要精確測量高溫動態曲線。火藥燃燒到達最高溫度為毫秒級別，但是國內外所采用的耐高壓、耐高溫傳感器多為鎧裝形式，一般在溫度上限測量能夠滿足要求，但是響應時間緩慢，無法滿足瞬態測量，且還存在成本昂貴、反復使用后測量效果差等問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種用于復雜環境中中瞬態響應的高溫傳感器，可在高壓、高溫的密封環境中，快速地測量燃氣發生器內溫度動態變化情況，確保測量相關參數的準確性，以解決現有技術存在的問題。

本發明的技術方案：一種高溫傳感器，包括熱電偶，還包括工裝底座、工裝壓帽和密封塞，所述工裝底座上設有安裝腔體和連接頭，在連接頭上設有連接螺紋，在安裝腔體內腔壁設有內螺紋，所述工裝壓帽上設有與安裝腔體內螺紋相配的外螺紋，所述工裝壓帽通過密封塞與工裝底座安裝腔體端壁連接，在所述工裝底座的連接頭和工裝壓帽的軸心位置均固定有耐高溫絕緣陶瓷管，所述熱電偶貫穿工裝底座、工裝壓帽、密封塞軸心。

在所述工裝底座安裝腔體內端設有凹槽，在所述密封塞底端設有與所述凹槽相配的凸槽。

在所述工裝底座內凹槽與密封塞內凸槽結合處采用耐高溫硅膠密封。

所述密封塞兩端為錐形部，與該錐形部相連接的工裝壓帽、工裝底座安裝腔體壁面均為相配的錐形開口。

所述密封塞材質為聚四氟乙烯。

所述密封塞上熱電偶貫穿的孔徑與熱電偶直徑相同。

在所述工裝底座出口處設有銅片隔熱，并采用耐高溫硅膠密封。

在所述工裝壓帽入口處采用耐高溫硅膠密封。

所述熱電偶為鎢錸高溫熱電偶。

本發明的工作原理是：通過工裝壓帽和工裝底座相互擠壓密封塞產生形變，能夠抵抗高壓的沖擊。

本發明的有益效果：與現有技術相比，本發明能夠在20Mpa壓力、2500℃高溫、電磁干擾的密封狀態下工作，到達測量最高溫度瞬態響應時間約為200ms，滿足火藥燃燒上升時間的技術指標。合理使用本發明可真實地測量燃氣發生器內部火藥燃燒過程中溫度的變化情況，配合采集軟件可形成實時溫度動態曲線，便于后續數據的分析。本發明還具有裝拆操作使用方便、結構簡單、制作成本低、可反復使用的特點。

本發明對燃氣發生器內部火藥燃燒溫度測量時，可用于火藥燃燒時穩態、動態溫度測量，配合壓力傳感器、力值傳感器可以實時測量燃氣發生器工作情況，便于多參數在同時刻狀態下的相互分析。

另外，在本發明中還具有以下優點：1、熱電偶采用工裝底座、工裝壓帽、密封塞相對軸心線位置安裝，可確保熱電偶頭部在安裝過程中不會刮蹭到燃氣發生器殼體，造成損壞；2、工裝底座和工裝壓帽內部固定的耐高溫絕緣陶瓷管可以固定熱電偶保持軸心位置，絕緣并免受外部干擾對熱電偶的影響；3、密封塞上的孔徑與熱點偶直徑一致，可確保當熱電偶穿過密封塞時能夠緊密接觸，減少空隙，加強密封；4、在部分部位，尤其是在凹槽和凸槽部位采用耐高溫硅膠密封，能夠加強密封性能和定位功能。

附圖說明

圖1是本發明的整體結構示意圖；

圖2是本發明中工裝底座的結構示意圖；

圖3是本發明中工裝壓帽的結構示意圖；

圖4是本發明中密封塞的結構示意圖；

圖中：1-熱點偶，2-耐高溫絕緣陶瓷管，3-凸槽，4-工裝底座，5-凹槽，6-錐形開口，7-錐形部，8-連接頭，9-工裝壓帽外螺紋，10-密封塞孔徑，11-工裝底部出口，12-工裝壓帽入口，13-密封塞，14-工裝壓帽。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述。

參考圖1至圖4，本發明高溫傳感器，包括熱電偶1、工裝底座4、工裝壓帽14和密封塞13。

密封塞13選用聚四氟乙烯材質制作，兩端為錐形部7，在其底端，即一側錐形部7上設有與前述凹槽相配的凸槽3，在密封塞13上軸心位置開設有與熱電偶1直徑相同的密封塞孔徑孔徑10。