專利名稱：真空腔式輻射源溫度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空腔式輻射源溫度傳感器，屬于儀器儀表領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
與本發(fā)明相近的技術(shù)之一是，采用接觸法空腔測(cè)溫技術(shù)用于煉鋼廠鋼水包溫度的 測(cè)量。該感溫傳感器采用封閉式空腔、接觸鋼水進(jìn)行測(cè)溫的設(shè)計(jì)思想。它是在高溫陶瓷管 內(nèi)設(shè)有感溫材料，采用感溫材料通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)與光纖連接的方法光電轉(zhuǎn)換，使用時(shí)將傳感 器固定安裝在鋼水包體上，將高溫陶瓷管固定深入到鋼水中。經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間熱平衡后，傳感器 感知空腔管整體的輻射信息并轉(zhuǎn)換為溫度信號(hào)。使用這種傳感器有測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)且不夠靈活 方便的缺點(diǎn)，如用于測(cè)量諸如高爐鐵溝鐵水溫度時(shí)，該傳感器空腔管必須深入鐵水并達(dá)一 定的時(shí)間后才能測(cè)出有意義的數(shù)據(jù)。該技術(shù)對(duì)于不定點(diǎn)有煙塵的環(huán)境也不適用，如火災(zāi)現(xiàn) 場(chǎng)輻射源溫度的測(cè)定。與本發(fā)明相近的技術(shù)之二是，采用非接觸開(kāi)口空腔紅外測(cè)溫的方法 測(cè)量輻射源的溫度，這種方法易受煙塵的影響，測(cè)量溫度波動(dòng)很大，再現(xiàn)重復(fù)程度也不好， 測(cè)量精度大打折扣。因此，有必要開(kāi)發(fā)一種非接觸且能準(zhǔn)確、快速測(cè)溫的傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種不與熱源接觸就能夠準(zhǔn)確、迅速、方便地用于測(cè)量在
煙塵環(huán)境中熱源的溫度、且便于維護(hù)和替換的真空腔式輻射源溫度傳感器。 技術(shù)解決方案本發(fā)明圓柱形管上設(shè)有鋼筒外套，鋼筒外套一端口內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺
紋及密封槽，外壁設(shè)有外螺紋，圓柱形管一端設(shè)有與端口緊密配合的防火玻璃片，防火玻璃
片上設(shè)有保護(hù)帽，保護(hù)帽與鋼筒外套螺紋連接；圓柱形管另一端口設(shè)有支撐管架，置于圓柱
形管內(nèi)的支撐管架中設(shè)有光電轉(zhuǎn)換器，支撐管架與圓柱形管之間設(shè)有密封圈，密封圈的外
沿嵌入鋼筒外套的密封槽內(nèi)，支撐管架的管口上設(shè)有螺絲堵，螺絲堵與鋼筒外套內(nèi)螺紋連
接，螺絲堵上設(shè)有通線孔，光電轉(zhuǎn)換器的電纜引線通過(guò)螺絲堵上通線孔與電纜接插件連接，
電纜接插件在堵帽上設(shè)置，堵帽與鋼筒外套外螺紋連接，圓柱形管上設(shè)有抽氣孔，抽氣孔上
設(shè)有球形閥。 圓柱形管為石英玻璃管，石英玻璃管內(nèi)壁涂為黑色。
螺絲堵與支撐管架管口間設(shè)有橡膠墊。
抽氣孔與球形閥間設(shè)有橡膠墊。
圓柱形管抽真空形成密閉型整體結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明傳感器主要由真空空腔管和光電轉(zhuǎn)換器組成。用真空空腔管接近輻射源， 能避免煙塵對(duì)輻射的散射和吸收，最大限度地反映輻射源的熱輻射程度。光電轉(zhuǎn)換器將感 光信號(hào)直接放大、濾波輸出至電纜接插件端口，避免了長(zhǎng)距離光纜在高溫環(huán)境中易斷裂損 傷的缺點(diǎn)。傳感器感光測(cè)量在3秒內(nèi)可以完成，具有測(cè)溫迅速準(zhǔn)確的特點(diǎn)?？紤]到本傳感 器電源輸入和后續(xù)接數(shù)字儀表的需要，選用電纜接插件既可以向后續(xù)數(shù)字電路輸入模擬信 號(hào)，也可直接配用二次儀表顯示測(cè)量數(shù)據(jù)。
3滿足對(duì)有煙塵環(huán)境的輻射源非接觸測(cè)溫的需要。如測(cè)量伴有化學(xué)有 害氣體燃燒源的溫度，測(cè)量高溫燃燒室及高爐鐵水的溫度等。
本發(fā)明具有以下特點(diǎn) ①專用于煙塵環(huán)境輻射源溫度的傳感測(cè)量，操作簡(jiǎn)單，測(cè)溫迅速、準(zhǔn)確，極少維護(hù)。 根據(jù)防火玻璃的耐高溫和抗熱震選材決定測(cè)溫的上限。 ②在結(jié)構(gòu)上，球形閥及真空腔體的設(shè)計(jì)避免了非接觸光電測(cè)溫方法易受煙塵環(huán)境
影響的弊端。將光電轉(zhuǎn)換器直接密封到傳感器中，光電一體化的設(shè)計(jì)有利于制成便攜式測(cè)
溫儀，避免光纖的損壞，增加傳感器的壽命。在可燃?xì)怏w的測(cè)量中可防爆。 ③傳感器是一個(gè)整體的設(shè)計(jì)既可配接直接顯示儀表也可配用有模數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)字
顯示儀表。接插式連接外用儀器的設(shè)計(jì)可簡(jiǎn)化使用及傳感器的替換過(guò)程。 本發(fā)明傳感器若連接溫度數(shù)據(jù)采集器和pc機(jī)可實(shí)現(xiàn)溫度的在線連續(xù)測(cè)量。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例l 本發(fā)明堵帽1 :采用鋼材質(zhì)，用絲扣連接套蓋在圓柱形鋼筒外套2 —端。堵帽嘴中
間嵌入電纜接插件9，堵帽嘴上有槽，與配用儀器對(duì)插式連接使用。
圓柱形鋼筒外套2 :采用鋼管材料，外套2內(nèi)保護(hù)著圓柱形管6。
螺絲堵3 :采用鋼材質(zhì)，有螺口，配橡膠圈用，可穿出導(dǎo)線。
支撐管架4 :采用鋼或鋁材質(zhì)，配合橡膠圈5插入圓柱形管6的開(kāi)口端。
密封圈5 :采用橡膠密封圈，對(duì)圓柱形管6起密封作用。
圓柱形管6 :石英玻璃或陶瓷制成，內(nèi)管壁涂黑，與底部防火玻璃片IO構(gòu)成半封閉 圓柱形腔體。管壁側(cè)面上開(kāi)有抽氣孔，抽氣孔上密封且裝有球形閥7。
球形閥7 :閥門(mén)，抽真空用。
光電轉(zhuǎn)換器8 :接收光信號(hào)輸出電壓信號(hào)，由電纜送至電纜接插件9的端口。
電纜接插件9:電源輸入口和光電轉(zhuǎn)換模擬量輸出口。電源輸入口為光電轉(zhuǎn)換器 提供電源。模擬量的輸出口可配接顯示儀表。
防火玻璃片10 :特殊的高溫玻璃，具有獨(dú)有的高透明度、耐高溫、抗熱震等特點(diǎn)。
前端保護(hù)帽11 :鋼材質(zhì)，內(nèi)有螺口，旋緊固定在圓柱形鋼筒外套2前端，對(duì)圓柱形
腔體起固定保護(hù)作用。
橡膠墊12:密封用。 本發(fā)明圓柱形管6采用內(nèi)壁涂有黑色的石英玻璃管或黑色陶瓷材料，圓柱形管6 上設(shè)有鋼筒外套2，鋼筒外套2 —端口內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋及密封槽，外壁設(shè)有外螺紋，圓柱形 管6—端設(shè)有與端口緊密配合的防火玻璃片IO，防火玻璃片IO上設(shè)有保護(hù)帽ll，保護(hù)帽11 與鋼筒外套2螺紋連接；圓柱形管6另一端口設(shè)有支撐管架4，置于圓柱形管6內(nèi)的支撐管 架4上設(shè)有光電轉(zhuǎn)換器8，支撐管架4與圓柱形管6之間設(shè)有密封圈5，密封圈5的外沿嵌 入鋼筒外套2的密封槽內(nèi)，支撐管架4的管口上設(shè)有螺絲堵3，螺絲堵3與支撐管架4管口
4間設(shè)有橡膠墊12，螺絲堵3與鋼筒外套2內(nèi)螺紋連接，螺絲堵3上設(shè)有通線孔，光電轉(zhuǎn)換器 8的電纜引線通過(guò)螺絲堵3上通線孔與電纜接插件9連接，電纜接插件9在堵帽1上設(shè)置， 堵帽1與鋼筒外套2外螺紋連接，圓柱形管6上設(shè)有抽氣孔，抽氣孔上設(shè)有球形閥7，抽氣孔 與球形閥7間設(shè)有橡膠墊12。 本發(fā)明從圓柱形管6上的抽氣孔將圓柱形管6抽成真空，形成密閉型整體結(jié)構(gòu)。使 用本發(fā)明時(shí)，將圓柱形管6抽真空，實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定消除防火玻璃片IO對(duì)測(cè)溫的影響，在傳感器 堵帽1上通過(guò)接插件9接通電源和連接顯示儀表，將腔體前端深入煙塵環(huán)境，圓柱形鋼筒外 套2的前端保護(hù)帽11貼近輻射源，3秒內(nèi)即可測(cè)得熱源的溫度。
權(quán)利要求
真空腔式輻射源溫度傳感器，特征在于圓柱形管(6)上設(shè)有鋼筒外套(2)，鋼筒外套(2)一端口內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋及密封槽，外壁設(shè)有外螺紋，圓柱形管(6)一端設(shè)有與端口緊密配合的防火玻璃片(10)，防火玻璃片(10)上設(shè)有保護(hù)帽(11)，保護(hù)帽(11)與鋼筒外套(2)螺紋連接；圓柱形管(6)另一端口設(shè)有支撐管架(4)，置于圓柱形管(6)內(nèi)的支撐管架(4)內(nèi)設(shè)有光電轉(zhuǎn)換器(8)，支撐管架(4)與圓柱形管(6)之間設(shè)有密封圈(5)，密封圈(5)的外沿嵌入鋼筒外套(2)的密封槽內(nèi)，支撐管架(4)的管口上設(shè)有螺絲堵(3)，螺絲堵(3)與鋼筒外套(2)內(nèi)螺紋連接，螺絲堵(3)上設(shè)有通線孔，光電轉(zhuǎn)換器(8)的電纜引線通過(guò)螺絲堵(3)上通線孔與電纜接插件(9)連接，電纜接插件(9)上設(shè)有堵帽(1)，堵帽(1)與鋼筒外套(2)外螺紋連接，圓柱形管(6)上設(shè)有抽氣孔，抽氣孔上設(shè)有球形閥(7)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空腔式輻射源溫度傳感器，特征在于圓柱形管(6)為石 英玻璃管(6)或黑色陶瓷材料，石英玻璃管(6)內(nèi)壁涂為黑色。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的真空腔式輻射源溫度傳感器，特征在于螺絲堵(3)與支撐 管架(4)管口間設(shè)有橡膠墊(12)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的真空腔式輻射源溫度傳感器，特征在于抽氣孔與球形閥(7) 間設(shè)有橡膠墊(12)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種真空腔式輻射源溫度傳感器，屬于儀器儀表領(lǐng)域。本發(fā)明圓柱形管一端設(shè)防火玻璃片，防火玻璃片上設(shè)有保護(hù)帽，圓柱形管另端口密封裝入光電轉(zhuǎn)換器，光電轉(zhuǎn)換器的電纜引線與電纜接插件連接，圓柱形管上設(shè)有抽氣孔，抽氣孔上設(shè)有球形閥。本發(fā)明使用時(shí)，將圓柱形管抽真空接近輻射源，能避免環(huán)境煙塵對(duì)輻射光的散射和吸收，能最大限度地反映輻射源的熱輻射程度。光電轉(zhuǎn)換器將感光信號(hào)直接放大、濾波輸出至電纜接插件端口，避免了長(zhǎng)距離光纜在高溫環(huán)境中易斷裂損傷的缺點(diǎn)。溫度傳感器感溫測(cè)量在3秒內(nèi)可以完成，具有測(cè)溫迅速準(zhǔn)確的特點(diǎn)。本發(fā)明電纜接插件既可以向數(shù)字電路輸入模擬信號(hào)，也可直接配用二次儀表顯示測(cè)量數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G01J5/06GK101750149SQ20101000530
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者劉先龍, 李永治, 李淑俊, 李玉生, 楊友松, 程杰, 趙存虎, 陳華 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古科技大學(xué)