[發明專利]可重復使用的接觸式液體內部溫度測量裝置及測量方法

在審

• 申請號: 201910724269.7
• 申請日: 2019-08-07
• 公開（公告）號: CN110411599A
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 宮厚軍;楊生興;李朋洲;昝元峰;李勇;卓文彬
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G01K7/02
• 分類號: G01K7/02;G01K1/10
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 唐邦英

本發明公開了可重復使用的接觸式液體內部溫度測量裝置及測量方法，所述測量裝置包括熱電偶，所述熱電偶的頂部設置有熱電偶導線，所述熱電偶的外側設置有保護套管，所述保護套管的底部為封閉結構、頂部為開口結構，所述保護套管的頂部通過一管狀的連接頭與熱電偶導線密封組件連接，所述熱電偶導線的端部伸出熱電偶導線密封組件，所述保護套管、連接頭和熱電偶導線密封組件之間形成用于放置熱電偶的空腔，還包括排氣系統用于排出空腔內的空氣。本發明解決了現有鎢錸熱電偶不能重復使用、不能在氧化環境使用的問題。

技術領域

本發明涉及高溫液體內部溫度測量技術領域，具體涉及可重復使用的接觸式液體內部溫度測量裝置及測量方法。

背景技術

高溫液體內部溫度測量一直是較為困難的事情。目前，高溫體內部溫度測量普遍采用鎢錸熱電偶，鎢錸熱電偶雖然測量溫度范圍達到了2300℃以上，但熱電偶及護套不能用于氧化環境，在空氣中會因為氧化造成失效。例如，在鋼水測溫領域，目前普遍采用的測溫方式為：一次性消耗式快速鎢錸熱電偶。鎢錸熱電偶通過安裝在測溫槍上插入鋼水中直接接觸測量鋼水溫度，浸沒時間不超過5s，且只能使用一次。

雖然鎢錸熱電偶能滿足一定條件下的工業需求，但是遠遠滿足不了關于鋼水，或者更高熔點的化合物及反應堆熔融物相關的科學實驗的測溫需求，例如鋼水注水冷卻實驗中，需要連續實時測量內部溫度，以獲注水冷卻能力。

發明內容

本發明的目的在于提供可重復使用的接觸式液體內部溫度測量裝置，解決現有鎢錸熱電偶不能重復使用、不能在氧化環境使用的問題。

此外，本發明還涉及上述測量裝置的測量方法。

本發明通過下述技術方案實現：

可重復使用的接觸式液體內部溫度測量裝置，包括熱電偶，所述熱電偶的頂部設置有熱電偶導線，所述熱電偶的外側設置有保護套管，所述保護套管的底部為封閉結構、頂部為開口結構，所述保護套管的頂部通過一管狀的連接頭與熱電偶導線密封組件連接，所述熱電偶導線的端部伸出熱電偶導線密封組件，所述保護套管、連接頭和熱電偶導線密封組件之間形成用于放置熱電偶的空腔，還包括排氣系統用于排出空腔內的空氣。

本發明所述熱電偶和熱電偶導線為現有技術，所述保護套管為高熔點材質，其封閉端為接觸測量端，厚度在保證密封強度條件下盡可能薄，保證良好的導熱特性，所述熱電偶導線密封組件采用現有密封組件，所述排氣系統通過向空腔內導入惰性氣體實現排空，所述連接頭與保護套管、熱電偶導線密封組件均為可拆卸式連接，便于更換保護套管。排氣過程要維持較長時間，盡可能排空內部空氣，使得裝置內部建立惰性環境，防止熱電偶氧化失效。

本發明通過設置高熔點材質的保護套管，與連接頭、熱電偶導線密封組件裝配后，能夠保證整個測溫裝置的密封性，避免測量是熱電偶直接與液體接觸，實現保護熱電偶。

本發明通過設置排氣系統，通過排氣系統向測溫裝置內注入惰性氣體，保證高溫條件下熱電偶不被氧化，防止熱電偶氧化失效。

綜上，本發明通過設置外層保護套管和內部惰化氣體能夠保證熱電偶不氧化，在弱氧化環境下(水蒸氣、二氧化碳)連續測量一定時間后，可通過更換外層保護套管實現測溫裝置重復使用，如此，本發明解決了現有鎢錸熱電偶不能重復使用、不能在氧化環境使用的問題。

本發明所述測量裝置適用于弱氧化液體介質，在真空、惰性氣體、還原性環境下可長期測量。

如果在弱氧化環境下使用，保護套管會被氧化。為防止保護套管因氧化泄漏，一定時間后可拔出測溫裝置，更換保護套管。由于測溫裝置很好的保護了高價值的熱電偶，更換套管重新裝配后可繼續使用。

進一步地，排氣系統包括進氣嘴、排氣嘴和輸氣管，所述輸氣管一端與進氣嘴連通，另一端插入保護套管的底部。

進一步地，進氣嘴、排氣嘴設置在連接頭的側壁上。