銅-康銅熱電偶及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種銅-康銅熱電偶及其制備方法，其中制備方法包括以下步驟：A、選用直流電弧焊接設(shè)備，B、選取銅絲和康銅絲，去除銅絲和康銅絲焊接端的絕緣層，將銅絲焊接部和康銅絲焊接部雙絞作為焊接端；C、將焊接端連接變壓器的輸出端；調(diào)用碳棒尖端結(jié)構(gòu)部與雙絞的銅絲和康銅絲焊接部接觸；利用尖端放電的電弧把雙絞的熱電偶兩極焊接。D、焊接后，判斷焊接質(zhì)量。E、選用絕緣導(dǎo)管，將銅絲和康銅絲穿入絕緣導(dǎo)管中，焊點(diǎn)露出在絕緣導(dǎo)管外作為測(cè)試端，將銅絲和康銅絲的另外一端打磨去除絕緣層并焊接到接線卡上，并固緊。本發(fā)明建立了一種可進(jìn)行金屬絲直徑在0.04mm至0.2mm范圍的超細(xì)銅-康銅熱電偶制備方法，并且熱電偶的測(cè)試端外形直徑小于1mm。
【專利說明】銅-康銅熱電偶及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種溫度傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種銅-康銅熱電偶及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]熱電偶是溫度測(cè)量儀表中常用的測(cè)溫元件，它直接測(cè)量溫度，并把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)，通過電氣儀表(二次儀表)轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度。各種熱電偶的外形常因需要而極不相同，但是它們的基本結(jié)構(gòu)卻大致相同，通常由熱電極、絕緣套保護(hù)管和接線盒等主要部分組成，通常和顯示儀表、記錄儀表及電子調(diào)節(jié)器配套使用。
[0003]熱電偶是通過一定方法將兩種不同材質(zhì)金屬絲的一端融化焊接成球狀焊點(diǎn)而制備成溫度傳感器，銅-康銅熱電偶是其中最為常用的類型之一。但常用商品化銅-康銅熱電偶所使用的金屬絲直徑一般為Imm左右，最小不小于0.2mm，焊接后加上絕緣層、保護(hù)套后，測(cè)試端外形直徑較大。在某些特定用途下，如微小樣品室的溫度測(cè)試、快速溫升的瞬態(tài)測(cè)試等，需要制備直徑很細(xì)小金屬絲而且測(cè)試端外形直徑較小的熱電偶。
[0004]由于直徑小于0.2mm金屬絲在焊接時(shí)存在容易虛焊、斷焊、焊接點(diǎn)不容易成球形等，這種超細(xì)銅-康銅熱電偶在焊接參數(shù)上不能采用常用商品化熱電偶的制備方法，其制備技術(shù)難度大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可進(jìn)行金屬絲直徑在0.04mm至0.2mm范圍的超細(xì)銅-康銅熱電偶制備方法，并且所制備的熱電偶的測(cè)試端外形直徑小于1mm。
[0006]本發(fā)明針對(duì)直徑小于0.2mm超細(xì)銅-康銅熱電偶制備技術(shù)上的難題，通過試驗(yàn)確定了超細(xì)熱電偶的金屬線焊接方法、焊接參數(shù)、焊接質(zhì)量檢測(cè)方法等。本發(fā)明采用以下技術(shù)手段:
[0007](I)焊接方法:采用熱電偶常用的直流電弧焊接方法，但超細(xì)銅-康銅熱電偶焊接參數(shù)將與其他常用銅-康銅熱電偶不同。
[0008](2)焊接參數(shù):將調(diào)壓變壓器調(diào)至合適的電壓，用碳棒尖頭和雙絞的熱電偶相觸，接觸時(shí)間略為ls，利用尖端放電的電弧把雙絞的熱電偶兩極焊接，對(duì)于直徑在Φ0.04?Φ0.2mm范圍的銅-康銅金屬絲的焊接電壓在5V-20V范圍，直徑越大，需要的電壓越高。
[0009](3)焊接質(zhì)量好壞的檢測(cè)方法:一方面觀測(cè)焊點(diǎn)的形狀，一般焊點(diǎn)為球形表明焊接質(zhì)量較好，另一方面測(cè)試焊接后金屬絲的電阻值的變化值，一般電阻變化值小于5Ω。
[0010]為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0011]一種銅-康銅熱電偶，它包括由銅線導(dǎo)體和康銅線導(dǎo)體焊接而成的熱電極；所述的銅線導(dǎo)體直徑是0.04mm至0.2mm ;所述康銅線導(dǎo)體的直徑是0.04mm至0.2mm。
[0012]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是提供一種銅-康銅熱電偶的制備方法，所述的制備方法包括以下步驟:
[0013]A、選用直流電弧焊接設(shè)備，焊條采用碳棒，所述碳棒與焊件的接觸端設(shè)置成尖端結(jié)構(gòu)；
[0014]B、選取具有漆包絕緣層的銅絲和具有漆包絕緣層的康銅絲，所述銅絲直徑小于0.2mm，所述康銅絲直徑小于0.2mm ;去除銅絲和康銅絲焊接端的絕緣層，將銅絲焊接部和康銅絲焊接部雙絞作為焊接端；
[0015]C、將銅絲和康銅絲的非焊接端連接變壓器的輸出端；調(diào)節(jié)調(diào)壓變壓器電壓，用所述碳棒尖端結(jié)構(gòu)部與所述雙絞的銅絲和康銅絲焊接部接觸；利用尖端放電的電弧把雙絞的熱電偶兩極焊接。
[0016]D、焊接后，通過觀察焊點(diǎn)的形狀，以及測(cè)試焊接后所述銅絲和康銅絲的電阻值變化值判斷焊接質(zhì)量。
[0017]E、選用相應(yīng)直徑的絕緣導(dǎo)管，將銅絲和康銅絲穿入絕緣導(dǎo)管中，焊點(diǎn)露出在絕緣導(dǎo)管外作為測(cè)試端，將銅絲和康銅絲的另外一端打磨去除絕緣層并焊接到接線卡上，并固緊。
[0018]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是步驟B中所述銅絲直徑是0.04mm至0.2mm ;所述康銅絲直徑是 0.04mm 至 0.2mm。
[0019]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是步驟C中調(diào)節(jié)調(diào)壓變壓器電壓至5V-20V。
[0020]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是步驟C中用所述碳棒尖端結(jié)構(gòu)部與所述雙絞的銅絲和康銅絲焊接部接觸時(shí)間為0.8秒至1.2秒。
[0021]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是步驟C中用所述碳棒尖端結(jié)構(gòu)部與所述雙絞的銅絲和康銅絲焊接部接觸時(shí)間為I秒。
[0022]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是步驟D中所述焊接后，焊接點(diǎn)的形狀是球形；所述焊接后銅絲和康銅絲的電阻值變化值小于5 Ω。
[0023]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是步驟B中選取具有漆包絕緣層的銅絲和具有漆包絕緣層的康銅絲，焊接前先用O號(hào)砂紙打磨去除銅絲和康銅絲焊接端的表面絕緣層，再用無水酒精浸潰過的脫脂棉球清理并理直銅絲和康銅絲。
[0024]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是步驟E中所述測(cè)試端直徑小于1mm。
[0025]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是步驟E中將銅絲和康銅絲的另外一端打磨去除絕緣層并焊接到接線卡上，并用熱縮導(dǎo)管固緊。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明建立了一種可進(jìn)行金屬絲直徑在
0.04mm至0.2mm范圍的超細(xì)銅-康銅熱電偶制備方法，并且所制備的熱電偶的測(cè)試端外形直徑小于1_?？梢詽M足在某些特定用途下，如微小樣品室的溫度測(cè)試、快速溫升的瞬態(tài)測(cè)試等完成準(zhǔn)確測(cè)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中直流電弧焊接設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
[0029]實(shí)施例1
[0030]本實(shí)施例公開一種銅-康銅熱電偶，它包括由銅線導(dǎo)體和康銅線導(dǎo)體焊接而成的熱電極；所述的銅線導(dǎo)體直徑是0.04mm至0.2mm ;所述康銅線導(dǎo)體的直徑是0.04mm至
0.2_。并且本實(shí)施例中公開的熱電偶的測(cè)試端外形直徑小于1_。可以滿足在某些特定用途下，如微小樣品室的溫度測(cè)試、快速溫升的瞬態(tài)測(cè)試等完成準(zhǔn)確測(cè)量。
[0031]實(shí)施例2
[0032]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，本實(shí)施例公開一種銅-康銅熱電偶的制備方法，本實(shí)施例中采用的主要設(shè)備是直流電弧焊接設(shè)備，如圖1所示，其主要包括設(shè)備本體，設(shè)備本體上設(shè)置有整流器3、調(diào)壓手柄4，設(shè)備本體上設(shè)置有開關(guān)5，用于啟動(dòng)和關(guān)閉此設(shè)備，優(yōu)選的是此設(shè)備中焊條采用碳棒1，焊件2是由銅絲和康銅絲組成。其中銅線導(dǎo)體直徑是0.04mm至0.2mm ;所述康銅線導(dǎo)體的直徑是0.04mm至0.2mm。優(yōu)選的是述碳棒與焊件的接觸端設(shè)置稱尖端結(jié)構(gòu)。具體的是可以采用廢舊I號(hào)電池中的碳棒，經(jīng)打磨成鉛筆頭狀制備而成。
[0033]本實(shí)施例制備方法中主要采用以下技術(shù)手段:(I)焊接方法:采用熱電偶常用的直流電弧焊接方法，但超細(xì)銅-康銅熱電偶焊接參數(shù)將與其他常用銅-康銅熱電偶不同。
[0034](2)焊接參數(shù):將調(diào)壓變壓器調(diào)至合適的電壓，用碳棒尖頭和雙絞的熱電偶相觸，接觸時(shí)間略為ls，利用尖端放電的電弧把雙絞的熱電偶兩極焊接，對(duì)于直徑在Φ0.04?Φ0.2mm范圍的銅-康銅金屬絲的焊接電壓在5V-20V范圍，直徑越大，需要的電壓越高。
[0035](3)焊接質(zhì)量好壞的檢測(cè)方法:一方面觀測(cè)焊點(diǎn)的形狀，一般焊點(diǎn)為球形表明焊接質(zhì)量較好，另一方面測(cè)試焊接后金屬絲的電阻值的變化值，一般電阻變化值小于5Ω。
[0036]下面具體介紹本實(shí)施例銅-康銅熱電偶的制備方法，主要步驟如下:
[0037]A、采用直流電弧焊接方法，其中焊接用的碳棒采用廢舊I號(hào)電池中的碳棒，經(jīng)打磨成鉛筆頭狀制備而成，其中優(yōu)選的實(shí)施方案是，當(dāng)經(jīng)過數(shù)次對(duì)微細(xì)金屬絲焊接后，應(yīng)及時(shí)打磨和清潔碳棒，保持碳棒在焊接時(shí)的尖端形狀。
[0038]B、根據(jù)需要選取所需直徑的具有漆包絕緣層的兩種材質(zhì)的微細(xì)金屬絲，金屬絲是銅絲和康銅絲，金屬絲的直徑范圍可選0.04mm至0.2mm。優(yōu)選的實(shí)施方案是，選用具有漆包絕緣層的金屬絲，焊接前先用O號(hào)砂紙打磨去除金屬絲焊接端的表面絕緣層，再用無水酒精浸潰過的脫脂棉球清理并理直金屬絲，并將兩根金屬絲焊接部位絞在一起并用鱷魚夾固定，作為金屬絲的焊接端。金屬絲指的是銅絲和康銅絲。
[0039]C、將兩種金屬絲的非焊接端連接到變壓器的輸出端，調(diào)壓變壓器調(diào)至合適的電壓，用碳棒尖頭和雙絞的金屬絲焊接端，接觸時(shí)間略為I s，利用尖端放電的電弧把雙絞的熱電偶兩極焊接。熱電偶的材質(zhì)、直徑不同熔點(diǎn)也不相同，體現(xiàn)在調(diào)壓器上的輸出電壓也不相同。對(duì)于直徑在Φ0.04?Φ0.2mm范圍的“銅-康銅”金屬絲的焊接電壓在5V-20V范圍調(diào)節(jié)，直徑越大，需要的電壓越高。
[0040]D、焊接后，檢測(cè)焊接質(zhì)量，首先觀測(cè)焊點(diǎn)的形狀是否為球形，然后測(cè)試焊接后金屬絲的電阻值的變化值，當(dāng)小于5 Ω，即為合格。
[0041]E、選用直徑合適的絕緣導(dǎo)管，將金屬絲穿入絕緣導(dǎo)管中，將球形焊點(diǎn)露出在導(dǎo)管外作為測(cè)試端，測(cè)試端外形直徑小于1mm。將另外一端的金屬絲打磨去除絕緣層并焊接到接線卡上，并用熱縮導(dǎo)管固緊。
[0042]本實(shí)施例可進(jìn)行金屬絲直徑在Φ0.04mm至Φ0.2mm范圍的超細(xì)銅-康銅熱電偶制備，并且所制備的熱電偶的測(cè)試端外形直徑小于1mm。
[0043]在本說明書中所談到的“一個(gè)實(shí)施例”、“另一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、等，指的是結(jié)合該實(shí)施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)包括在本申請(qǐng)概括性描述的至少一個(gè)實(shí)施例中。在說明書中多個(gè)地方出現(xiàn)同種表述不是一定指的是同一個(gè)實(shí)施例。進(jìn)一步來說，結(jié)合任一個(gè)實(shí)施例描述一個(gè)具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)時(shí)，所要主張的是結(jié)合其他實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0044]盡管這里參照發(fā)明的多個(gè)解釋性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，這些修改和實(shí)施方式將落在本申請(qǐng)公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請(qǐng)公開權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對(duì)主題組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對(duì)組成部件和/或布局進(jìn)行的變型和改進(jìn)外，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。
【權(quán)利要求】
1.一種銅-康銅熱電偶，它包括由銅線導(dǎo)體和康銅線導(dǎo)體焊接而成的熱電極；其特征在于:所述的銅線導(dǎo)體直徑是0.04mm至0.2mm ;所述康銅線導(dǎo)體的直徑是0.04mm至0.2mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅-康銅熱電偶的制備方法，其特征在于所述的制備方法包括以下步驟: A、選用直流電弧焊接設(shè)備，焊條采用碳棒，所述碳棒與焊件的接觸端設(shè)置成尖端結(jié)構(gòu)； B、選取具有漆包絕緣層的銅絲和具有漆包絕緣層的康銅絲，所述銅絲直徑小于0.2mm,所述康銅絲直徑小于0.2mm ;去除銅絲和康銅絲焊接端的絕緣層，將銅絲焊接部和康銅絲焊接部雙絞作為焊接端； C、將銅絲和康銅絲的非焊接端連接變壓器的輸出端；調(diào)節(jié)調(diào)壓變壓器電壓，用所述碳棒尖端結(jié)構(gòu)部與所述雙絞的銅絲和康銅絲焊接部接觸；利用尖端放電的電弧把雙絞的熱電偶兩極焊接。 D、焊接后，通過觀察焊點(diǎn)的形狀，以及測(cè)試焊接后所述銅絲和康銅絲的電阻值變化值判斷焊接質(zhì)量。 E、選用相應(yīng)直徑的絕緣導(dǎo)管，將銅絲和康銅絲穿入絕緣導(dǎo)管中，焊點(diǎn)露出在絕緣導(dǎo)管外作為測(cè)試端，將銅絲和康銅絲的另外一端打磨去除絕緣層并焊接到接線卡上，并固緊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅-康銅熱電偶制備方法，其特征在于所述的步驟B中所述銅絲直徑是0.04mm至0.2mm ;所述康銅絲直徑是0.04mm至0.2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅-康銅熱電偶制備方法，其特征在于所述的步驟C中調(diào)節(jié)調(diào)壓變壓器電壓至5V-20V。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅-康銅熱電偶制備方法，其特征在于所述的步驟C中用所述碳棒尖端結(jié)構(gòu)部與所述雙絞的銅絲和康銅絲焊接部接觸時(shí)間為0.8秒至1.2秒。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的銅-康銅熱電偶制備方法，其特征在于所述的步驟C中用所述碳棒尖端結(jié)構(gòu)部與所述雙絞的銅絲和康銅絲焊接部接觸時(shí)間為I秒。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅-康銅熱電偶制備方法，其特征在于所述的步驟D中所述焊接后，焊接點(diǎn)的形狀是球形；所述焊接后銅絲和康銅絲的電阻值變化值小于5Ω。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅-康銅熱電偶制備方法，其特征在于所述的步驟B中選取具有漆包絕緣層的銅絲和具有漆包絕緣層的康銅絲，焊接前先用O號(hào)砂紙打磨去除銅絲和康銅絲焊接端的表面絕緣層，再用無水酒精浸潰過的脫脂棉球清理并理直銅絲和康銅絲。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅-康銅熱電偶制備方法，其特征在于所述的步驟E中所述測(cè)試端直徑小于1mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的銅-康銅熱電偶制備方法，其特征在于所述的步驟E中將銅絲和康銅絲的另外一端打磨去除絕緣層并焊接到接線卡上，并用熱縮導(dǎo)管固緊。
【文檔編號(hào)】G01K7/04GK104198074SQ201410460946
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】沈明, 溫茂萍, 陳紅霞, 劉更 申請(qǐng)人:中國工程物理研究院化工材料研究所