[發明專利]導棒式聲柵高溫計

在審

• 申請號: 201910392357.1
• 申請日: 2019-05-13
• 公開（公告）號: CN110044513A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 趙儉;常蕾
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京長城計量測試技術研究所
• 主分類號: G01K11/24
• 分類號: G01K11/24
• 代理公司: 北京理工正陽知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 鄔曉楠

1.導棒式聲柵高溫計，其特征在于：基于聲學方法實現，包括導棒(1)、傳感器(3)、緩沖器(2)與電子設備(4)；通過測量導棒(1)聲柵反射聲波的傳播速度來換算溫度，從而達到測溫的目的。

2.如權利要求1所述的導棒式聲柵高溫計，其特征在于：所述導棒(1)用于使得聲波在導棒(1)中傳播，避免彎曲效應，提高溫度測量結果的準確性；材料根據被測介質的種類選擇，在測量環境下保持化學穩定性，使其在測量環境下實現測量功能；選用耐高溫材料提高溫度測量的上限。

3.如權利要求2所述的導棒式聲柵高溫計，其特征在于：導棒(1)的形狀為圓柱形或六棱柱形，其直徑或當量直徑不小于Φ2mm，導棒(1)的投影面積不大于被測截面的1/10，沿導棒(1)的軸向在不同的位置上開有若干小切口作為聲柵，聲柵之間的距離根據所要求溫度測點的數量確定，聲柵的軸向剖面為倒角的等腰三角形，其深度不大于導棒(1)直徑或當量直徑的1/10，其錐角為30°～150°，倒角半徑為聲柵深度的1/3～1/2；導棒(1)的當量直徑指的是導棒(1)橫截面內切圓的直徑。

4.如權利要求3所述的導棒式聲柵高溫計，其特征在于：傳感器(3)采用鐵系、鈷系或鎳系磁致伸縮材料的磁頭，磁致伸縮磁頭上繞有兩組電磁線圈，一組與信號發生器連接，用于發射信號，另一組與接收器連接，用于接收信號，每組線圈的匝數為2～5匝。

5.如權利要求4所述的導棒式聲柵高溫計，其特征在于：緩沖器(2)選用熔點低于導棒(1)材料的其它金屬或合金材料，與導棒(1)之間用焊接的方式連接，對于難熔金屬及其合金材料導棒(1)，緩沖器(2)與導棒(1)之間的焊接采用真空電子束焊接，對于貴金屬及其合金材料導棒(1)，緩沖器(2)與導棒(1)之間的焊接采用氬弧焊或其它焊接方法，焊接時保證緩沖器(2)與導棒(1)同軸，緩沖器(2)的錐角不超過30°。

6.如權利要求5所述的導棒式聲柵高溫計，其特征在于：電子設備(4)主要由微處理器、接收器、信號發生器和顯示器組成；微處理器采用微處理芯片，用于信號發射與接收等過程的控制以及數據的計算、分析與處理；信號發生器與接收器分別用于信號的采集與接收；顯示器用于溫度的終端顯示，采用微小液晶屏或通過外部通訊的方式連接計算機顯示器；信號發生器產生的信號為掃頻信號，掃頻信號的幅值為5V～10V，頻率在30kHz～300kHz范圍內往復交變。

7.如權利要求6所述的導棒式聲柵高溫計，其特征在于：對于氧化性環境下的被測介質，聲柵高溫計的導棒(1)采用貴金屬材料或貴金屬構成的合金材料，加工時對導棒(1)材料進行時效處理，以使導棒(1)的組織結構穩定，提高其測量結果的可靠性；所述組織結構穩定的性能指標范圍為：由殘余應力造成的各方向變形量均不超過0.2％；在氧化性環境中使用時，溫度測量上限達2100℃；

對于還原性或中性環境下的被測介質，聲柵高溫計的導棒(1)采用難熔金屬材料或難熔金屬構成的合金材料，所述難熔金屬的熔點范圍為1650℃～3410℃；在還原性或中性環境中使用時，溫度上限達3000℃。

8.如權利要求7所述的導棒式聲柵高溫計，其特征在于：所述貴金屬材料包括銥、鉑或銠，所述貴金屬構成的合金材料包括鉑-銥、鉑-銠或銥-銠；

難熔金屬材料包括鎢、錸、鉭或鉬；難熔金屬構成的合金材料包括鎢-錸、鉭-鎢。

9.如權利要求8所述的導棒式聲柵高溫計，其特征在于：所述聲柵的位置按等間距布置，或按等環面方式布置。

10.如權利要求9所述的導棒式聲柵高溫計，其特征在于：磁頭與緩沖器(2)之間采用焊接的方法連接，焊接時保證磁頭與緩沖器(2)同軸。