專利名稱：線形動態表面熱電偶及其測試方法與測溫方法
技術領域：
本發明涉及一種熱電偶，尤其是指一種用于爐壁溫度準確測量的線形動態表面熱電偶。
本發明同時涉及線形動態表面熱電偶的測試方法與測溫方法二、背景技術多年來，國內外設備管理專業人員一直來高度重視石化裝置的關鍵設備如德士古氣化滬等在高溫、高壓(1350℃，8.53MPa)安全運行問題，而對氣化爐等爐壁溫度的準確測量則是設備能否安全持續運行的主要因素之一。有的設備曾因爐磚損壞或局部脫落后，因爐壁溫度測量不準或壁溫監測報警系統失靈，導致爐壁嚴重超溫甚至發生爆炸等重大設備事故。
眾所周知，常規單點熱電偶是由交于一點的兩根不同材質金屬材料熱電偶導體組成的，在結點上能產生與溫度成線性的毫伏電勢，它們不能適用于爐壁溫度的準確測量。
發明內容
本發明的目的在于提供一種線形動態表面熱電偶，它能適用于爐壁溫度的準確測量。
本發明的另一個目的在于提供線形動態表面熱電偶的測試方法。
本發明的第三個目的在于提供線形動態表面熱電偶的測溫方法，它應用于爐壁溫度的測量。
為達到上述目的，本發明采取的解決方案是一種線形動態表面熱電偶，熱電偶電纜的保護殼內有一對K型熱偶導線即一根為鎳鉻導線而另一根為鎳硅導線，它們互相絕緣并被具有高負溫系數即溫度升高時絕緣電阻急驟減小的隔離材料密實封裝，鎳鉻導線為正極，鎳硅導線為負極，熱電偶電纜的一端設置凸側插件而另一端設置凹側插件，凸側插件與凹側插件可以連接。
凸側插件與凹側插件可以連接，線形動態表面熱電偶可以相互接成按設計要求的任意長度的熱電偶。
本發明是一種特殊電纜測溫熱電偶，能在整個電纜長度上連續不斷地產生最熱點的毫伏電勢，它基本原理是一對K型熱偶導線互相絕緣并被具有高負溫系數即溫度升高時絕緣電阻急驟減小的隔離材料密實封裝，當溫度升高時，這種隔離材料的電阻迅速降低，使兩條熱偶導線導通，導致出現“臨時”熱電偶結點，其作用與常規單點熱電偶結點相同，在結點上能產生與溫度成線性的毫伏電勢。這是真正獨特的、完全不同于現有任何測溫元件的工作原理。
沿著線形動態表面熱電偶長度上的任一點，當出現其溫度超過該電纜其余部分的溫度時，在該點熱偶導線之間的隔離材料(NTC)的電阻就減小，形成一個“臨時”熱電偶結點(T1)。如果該電纜上任何其它點上出現第二個更高的溫度點(T2)，那該點熱偶導線之間的電阻將減小并低于T1點的電阻，且一個新的“臨時”熱電偶結點就形成了。這種“臨時”熱電偶結點功能與常規的單點的熱電偶結點功能相同。而T1或T2點外的實際絕緣電阻沒有什么意義，因為有意義的是與溫度引成純屬的毫伏電勢值。
線形動態表面熱電偶的測試方法如下(1)線形動態表面熱電偶通過一個直徑2.54cm、長76cm、溫度為371℃的恒溫爐；(2)熱電偶電纜每2分鐘進入25.4cm，從熱電偶電纜的兩端對其毫伏輸出進行連續的監視和記錄；(3)將熱電偶電纜全長放入恒溫爐并置于232℃溫度中，從熱電偶電纜的兩端對其毫伏輸出進行連續的監視和記錄；(4)將熱電偶電纜全長放入恒溫爐并置于實際監視和報警溫度302℃中，從熱電偶電纜的兩端對其毫伏輸出進行連續的監視和記錄；(5)將線形動態表面熱電偶冷卻；(6)測量三個最終的隔離電阻分別是正極對負極，正極對保護殼，負極對保護殼。
線形動態表面熱電偶的測溫方法如下每臺需溫度測量的爐子表面設置多條線形動態表面熱電偶，每條線形動態表面熱電偶相連接，復蓋爐子表面，溫度測量系統與每條線形動態表面熱電偶的兩端耦連，這可以做到在某條線形動態表面熱電偶斷損情況下，測量系統仍能獲得溫度電勢值并換算成溫度值。
四
圖1是線形動態表面熱電偶總裝圖。
圖2是圖1中A處剖面放大圖。
圖中1、公插座，2、固定塊，3、墊圈，4、螺釘，5、插座上殼，6、小插頭，7、大插頭，8、大墊圈，9、止動墊圈，10、螺母，11、螺絲，12、卡套，13、長螺母，14、拉簧，15、熱電偶電纜，16、螺釘，17、彈簧墊圈，18、小螺母，19、母插座，20、大插座套，21、小插座套，22、卡圈，23、保護殼，24、鎳鉻導線，25、鎳硅導線，26、隔離材料。
五具體實施例方式
下面結合實施例及其附圖對本發明再作描述。
參見圖1和圖2，一種線形動態表面熱電偶，熱電偶電纜15的保護殼23內有一對K型熱偶導線即一根為鎳鉻導線24而另一根為鎳硅導線25，它們互相絕緣并被具有高負溫系數即溫度升高時絕緣電阻急驟減小的隔離材料26密實封裝，鎳鉻導線24為正極，鎳硅導線25為負極，熱電偶電纜15的一端設置凸側插件而另一端設置凹側插件，凸側插件與凹側插件可以連接。
參見圖1，熱電偶電纜15的兩端都套有卡套12和螺絲11后套入拉簧14擰緊長螺母13，再依次擰入螺母10、止動墊圈9、大墊圈8、螺母10，分別設置公插座1和母插座19，公插座1中正極接線端子接鎳鉻導線24和小插頭6，負極接線端子接鎳硅導線25和大插頭7，母插座19中正極接線端子接鎳鉻導線24和小插座套20，負極接線端子接鎳硅導線25和大插座套21，正極接線端子和負極接線子由固定塊2、墊圈3和螺釘4構成，小插座套20和大插座套21都套有卡圈22，用螺釘16、彈簧墊圈17和小螺母18將插座上殼5固定在公插座5或母插座19上，分別構成所述的凸側插件和凹側插件。
參見圖1，熱電偶電纜15的保護殼23外徑為3.0mm、4.0mm、4.8mm、6.4mm、8.0mm等，其材質為Inconel。
參見圖1，熱電偶電纜15的長度是2米，或8米，或10-20等。
線形動態表面熱電偶“K”分度值即熱偶結點的輸出電勢與ANSI熱電偶“K”分度值曲線相平行，但比ANSI標準低14℃，這對于某些設備溫度的測量也許并不重要，但是當溫度接近設定溫度報警點時，就要引進足夠的重視，當ANSI標準校驗儀表時，將得到的溫度值加上14℃，就可準確的溫度測量值。
參見圖1，線形動態表面熱電偶測試方法如下(1)線形動態表面熱電偶通過一個直徑2.54cm、長76cm、溫度為371℃的恒溫爐；
(2)熱電偶電纜每2分鐘進入25.4cm，從熱電偶電纜15的兩端(凸側插件與凹側插件)對其毫伏輸出進行連續的監視和記錄；(3)將熱電偶電纜13全長放入恒溫爐并置于232℃溫度中，從熱電偶電纜15的兩端(凸側插件與凹側插件)對其毫伏輸出進行連續的監視和記錄；(4)將熱電偶電纜15全長放入恒溫爐并置于實際監視和報警溫度302℃中，從熱電偶電纜的兩端(凸側插件與凹側插件)對其毫伏輸出進行連續的監視和記錄；(5)將線形動態表面熱電偶冷卻；(6)測量三個最終的隔離電阻分別是正(+)極對負(-)極，正(+)極對保護殼，負(-)極對保護殼。
線形動態表面熱電偶需測的數據線形動態表面熱電偶測溫方法如下每臺需溫度測量的爐子表面設置多條線形動態表面熱電偶，每條線形動態表面熱電偶相連接，復蓋爐子表面，溫度測量系統與每條線形動態表面熱電偶的兩端耦連，這可以做到在某條線形動態表面熱電偶斷損情況下，測量系統仍能獲得溫度電勢值并換算成溫度值。
得到的溫度值加上14℃，就可得到準確的溫度測量值。
權利要求
1.一種線形動態表面熱電偶，其特征在于熱電偶電纜(15)的保護殼(23)內有一對K型熱偶導線即一根為鎳鉻導線(24)而另一根為鎳硅導線(25)，它們互相絕緣并被具有高負溫系數即溫度升高時絕緣電阻急驟減小的隔離材料(26)密實封裝，鎳鉻導線(24)為正極，鎳硅導線(25)為負極，熱電偶電纜(15)的一端設置凸側插件而另一端設置凹側插件，凸側插件與凹側插件可以連接。
2.根據權利要求1所述的線形動態表面熱電偶，其特征在于熱電偶電纜(15)的兩端都套有卡套(12)和螺絲(11)后套入拉簧(14)擰緊長螺母(13)，再依次擰入螺母(10)、止動墊圈(9)、大墊圈(8)、螺母(10)，分別設置公插座(1)和母插座(19)，公插座(1)中正極接線端子接鎳鉻導線(24)和小插頭(6)，負極接線端子接鎳硅導線(25)和大插頭(7)，母插座(19)中正極接線端子接鎳鉻導線(24)和小插座套(20)，負極接線端子接鎳硅導線(25)和大插座套(21)，正極接線端子和負極接線子由固定塊(2)、墊圈(3)和螺釘(4)構成，小插座套(20)和大插座套(21)都套有卡圈(22)，用螺釘(16)、彈簧墊圈(17)和小螺母(18)將插座上殼(5)固定在公插座(5)或母插座(19)上，分別構成所述的凸側插件和凹側插件。
3.根據權利要求1所述的線形動態表面熱電偶，其特征在于線形動態表面熱電偶可以相互接成按設計要求的任意長度的熱電偶。
4.一種根據權利要求1所述的線形動態表面熱電偶的測試方法，其特征在于(1)線形動態表面熱電偶通過一個直徑2.54cm、長76cm、溫度為371℃的恒溫爐；(2)熱電偶電纜每2分鐘進入25.4cm，從熱電偶電纜的兩端對其毫伏輸出進行連續的監視和記錄；(3)將熱電偶電纜全長放入恒溫爐并置于232℃溫度中，從熱電偶電纜的兩端對其毫伏輸出進行連續的監視和記錄；(4)將熱電偶電纜全長放入恒溫爐并置于實際監視和報警溫度302℃中，從熱電偶電纜的兩端對其毫伏輸出進行連續的監視和記錄；(5)將線形動態表面熱電偶冷卻；(6)測量三個最終的隔離電阻分別是正極對負極，正極對保護殼，負極對保護殼。
5.一種根據權利要求1所述的線形動態表面熱電偶的測溫方法，其特征在于每臺需溫度測量的爐子表面設置多條線形動態表面熱電偶，每條線形動態表面熱電偶相連接，復蓋爐子表面，溫度測量系統與每條線形動態表面熱電偶的兩端耦連，這可以做到在某條線形動態表面熱電偶斷損情況下，測量系統仍能獲得溫度電勢值并換算成溫度值。
全文摘要
一種線形動態表面熱電偶，熱電偶電纜的保護殼內有一對K型熱偶導線即一根為鎳鉻導線而另一根為鎳硅導線，它們互相絕緣并被具有高負溫系數即溫度升高時絕緣電阻急驟減小的隔離材料密實封裝，鎳鉻導線為正極，鎳硅導線為負極，熱電偶電纜的一端設置凸側插件而另一端設置凹側插件，凸側插件與凹側插件可以連接。它能適用于爐壁溫度的準確測量。
文檔編號G01K7/02GK1815155SQ20061004962
公開日2006年8月9日 申請日期2006年2月24日 優先權日2006年2月24日
發明者吳加倫 申請人:吳加倫