以金屬或合金為感溫探頭的溫度傳感器及制作和校溫方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及溫度傳感器技術領域，具體的說是一種以金屬或合金為感溫探頭的溫度傳感器及制作和校溫方法。
【背景技術】
[0002]超高溫陶瓷材料是一類具有較高熔點(>3000°C)以及其他優良性能的過渡金屬的硼化物和碳化物陶瓷材料。二硼化鋯作為超高溫陶瓷材料的一種，它具有高熔點、高硬度、良好的導電性、導熱性等諸多優點，廣泛應用于高溫結構陶瓷材料、耐火材料、電極材料以及核控制材料等領域中。但其脆性大，彎曲強度不高，高溫下易氧化等缺點，制約了其應用范圍。為此，人們采用多種改進手段開發不同類型的ZrB2基復合陶瓷;ZrB2-SiC復合陶瓷作為超高溫陶瓷材料的一種，它的耐氧化性得到了一定的提高，而且，已經應用于國防科技領域，取得了較好的抗氧化效果，基于ZrB2-SiC復合陶瓷材料具有高熔點、高硬度、良好的導電性、導熱性的特點。
[0003]現已有報道，ZrB2-SiC復合陶瓷材料，可以通過多種成型的方式來實現，可以在真空條件和氣氛條件下燒結而成。
[0004]工業用鉑銠-鉑銠熱電偶(B型)在空氣中的最高使用溫度為1800°C，雖然，鎢錸熱電偶在真空或者惰性氣體下的使用溫度可以達到2200°C以上，但是，由于鎢錸材料的抗氧化性較差，對氧含量較為敏感，試驗中觀察到，當惰性氣體有微量的氧氣，即使氧含量在(I?2) X 10—6時，媽錸熱電偶也會發生漂移。
[0005]周森安等人利用二硼化鋯復合陶瓷感溫元件、以二硼化鋯復合陶瓷材料作為保護管、鉑銠絲作為引線體、耐高溫絕緣填充材料、耐高溫絕緣陶瓷珠、接線盒和熱電信號轉換器。
[0006]有關報道顯示，媽-鉬熱電偶測量范圍為0_2400°C，銥-銥銘熱電偶測量范圍為0-2100。。。
[0007]但是，上述列出的熱電偶和傳感器，僅有鎢錸熱電偶進行了標準化生產，市場上很難見到其他產品出售。因此，進一步研究超高溫熱電偶和超高溫溫度傳感器，是十分迫切的。
【發明內容】
[0008]本發明的目的是提供一種以金屬或合金為感溫探頭的溫度傳感器及制作和校溫方法。
[0009 ]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為:
一種以金屬或合金為感溫探頭的溫度傳感器，包括感溫元件、引線體、絕緣陶瓷片、保護管、穿線管及接線盒，所述保護管一端封閉一端開口，保護管自封閉端至開口端由耐高溫保護管和剛玉保護管組成，剛玉保護管套接在耐高溫保護管外，且剛玉保護管一端的內壁與耐高溫保護管外壁之間設有耐高溫粘結劑層，剛玉保護管的另一端通過金屬管與接線盒密封連接，感溫元件設置在保護管內，感溫元件的一端設置在保護管封閉端底部，另一端上開設有供引線體插入的盲孔，且感溫元件與保護管封閉端底部之間設有絕緣陶瓷片，感溫元件與保護管內壁之間設有絕緣填料層，所述穿線管套設在引線體外，穿線管設置在保護管內，且引線體一端與感溫元件連接，另一端伸出保護管外與接線盒內的接線柱連接。
[0010]所述感溫元件呈U形，其連接端設置在保護管封閉端底部，兩個伸出端分別與引線體I和引線體Π連接。
[0011 ] 所述引線體由鉑銠絲、銥絲、銥銠絲、鉬錸絲、鉿絲、銥鎢絲、鎢絲、錸絲、鉬絲或是銥、銠、鉬、錸、鉿、鎢的合金材料制成。
[0012]所述穿線管由氧化鋁陶瓷、氧化鎂陶瓷、氧化鋯陶瓷、氮化硼陶瓷、碳化鋯陶瓷、碳化硼陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷或碳化物陶瓷制成。
[0013]所述耐高溫保護管由二硼化鋯復合陶瓷、氧化鋁陶瓷、氧化鎂陶瓷、氧化鋯陶瓷、氮化硼陶瓷、硼化鋯陶瓷、碳化鋯陶瓷、碳化硼陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷、碳化物陶瓷、金屬鎢、金屬鉬或其合金制成。
[0014]所述絕緣陶瓷片為與保護管封閉端底部相貼合的弧面形。
[0015]—種如上所述的以金屬或合金為感溫探頭的溫度傳感器的制造方法，包括以下步驟:
步驟一:首先根據溫度、使用環境、探頭材料的性能，選擇保護管材料，再根據所選材料的性能，通過傳統的注漿成型工藝、熱壓成型燒結工藝制作耐高溫保護管和剛玉保護管；步驟二:利用金屬或合金制作感溫元件探頭，在其端部界面上鉆設直徑為0.2-5mm、深度為5-20mm的盲孔；
步驟三:將引線體插進感溫元件端部盲孔內，通過焊接的方式使引線體和感溫元件連接在一起；
步驟四:將穿線管套設在引線體外；
步驟五:將絕緣陶瓷片固定在耐高溫保護管底部；
步驟六:將耐高溫保護管和剛玉保護管用耐高溫粘結劑粘合在一起，組成保護管；步驟七:將感溫元件及套有穿線管的引線體插進保護管內，且在感溫元件與保護管內壁之間注入絕緣填料；
步驟八:將金屬管密封連接在剛玉保護管與接線盒之間，將引線體的伸出端接至接線盒的接線柱上，蓋上接線盒。
[0016]—種如上所述的以金屬或合金為感溫探頭的溫度傳感器的校溫方法，以高精度紅外測溫儀為基準，以輻射系數近似等于I的材料作為標準試塊，比較校正高熔點金屬或合金作為感溫元件在不同溫度下的電參數，在一個高溫校溫試驗爐內的中心線兩側的水平線上，分別制作安裝孔，一個安裝高精度紅外測溫儀，另一個插入如上所述的溫度傳感器，溫度傳感器接線端接在電性能測試儀上，先測出溫度與電性能的對應關系，再把電性能參數輸入儀表內，儀表顯示出與高精度紅外測溫儀一致的溫度，在真空或惰性氣體條件下，理論上最高使用溫度可以達到3300°C。
[0017]所述輻射系數近似等于I的材料為石墨材料。
[0018]本發明的有益效果:
本發明提供的以金屬或合金為感溫探頭的溫度傳感器，利用高熔點金屬或合金制成溫度傳感器的感溫元件，以二硼化鋯復合陶瓷等超高溫陶瓷及剛玉作為溫度傳感器保護管，經過溫度校正技術制作而成的溫度傳感器，可以測量2000-3000°C溫場的溫度;本發明提供的以金屬或合金為感溫探頭的溫度傳感器制作方法工藝簡單、取材廣泛，適合大批量工業化生產;且所制得的溫度傳感器溫度校正方法簡單，方便實用。
【附圖說明】
[0019]圖1本發明結構示意圖；
附圖標記:1、絕緣陶瓷片，2、耐高溫保護管，3、感溫元件，4、絕緣填料層，5、耐高溫粘膠層，6、剛玉管，7、穿線管，8、金屬管，9、引線體I，10、引線體Π，11、接線柱，12、接線盒。
【具體實施方式】
[0020 ]下面結合【具體實施方式】對本發明做進一步的闡述。
[0021]如圖所示:一種以金屬或合金為感溫探頭的溫度傳感器，包括感溫元件、引線體、絕緣陶瓷片、保護管、穿線管及接線盒，所述保護管一端封閉一端開口，保護管自封閉端至開口端由耐高溫保護管和剛玉保護管組成，剛玉保護管套接在耐高溫保護管外，且剛玉保護管一端的內壁與耐高溫保護管外壁之間設有耐高溫粘結劑層，剛玉保護管的另一端通過金屬管與接線盒密封連接，感溫元件設置在保護管內，感溫元件的一端設置在保護管封閉端底部，另一端上開設有供引線體插入的盲孔，且感溫元件與保護管封閉端底部之間設有絕緣陶瓷片，所述絕緣陶瓷片為與保護管封閉端底部相貼合的弧面形，感溫元件與保護管內壁之間設有絕緣填料層，所述穿線管套設在引線體外，穿線管設置在保護管內，且引線體一端與感溫元件連接，另一端伸出保護管外與接線盒內的接線柱連接，所述感溫元件呈U形，其連接端設置在保護管封閉端底部，兩個伸出端分別與引線體I和引線體Π連接;所述引線體由鉑銠絲、銥絲、銥銠絲、鉬錸絲、鉿絲、銥鎢絲、鎢絲、錸絲、鉬絲或是銥、銠、鉬、錸、鉿、鎢的合金材料制成;所述穿線管由氧化鋁陶瓷、氧化鎂陶瓷、氧化鋯陶瓷、氮化硼陶