用于接觸式高溫氣體溫度傳感器的校準裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于接觸式氣體介質溫度測量技術領域，具體涉及一種用于接觸式高溫氣體溫度傳感器的校準。
【背景技術】
[0002]按照測溫時是否與被測對象接觸來區分，溫度傳感器可分為接觸式和非接觸式兩大類，前者包括熱電偶、熱電阻、水銀溫度計等;后者主要是各種輻射測溫儀。對于溫度傳感器的校準，接觸式高溫氣體溫度傳感器一般使用恒溫槽和干體式檢定爐；非接觸式的輻射測溫儀則使用黑體爐進行校準。
[0003]目前已知的接觸式高溫氣體溫度傳感器校準設備中，能夠提供的最高校準溫度為1600°C。在常規接觸式高溫氣體溫度傳感器中，熱電偶的測溫上限較高(一種鎢錸熱電偶的測溫上限可達2300°C)，而對熱電偶進行校準時，并不需要在其量程高限設置校準溫度點進行校準，常規做法是:在易于實現的溫度范圍內設置溫度點(如1000°C、1200°C、1600°C等)進行校準，更高溫度點下熱電偶的校準則可根據已測較低溫度點輸出和熱電偶自身特性外推來進行。
[0004]而對于某些特種接觸式高溫氣體溫度傳感器(如基于黑體輻射測溫原理、測溫上限高于2500°C的高溫藍寶石光纖溫度傳感器)，由于現有校準設備工作溫度上限的限制和傳感器在高溫溫區輸出特性難以外推等原因，無法使用現有的校準設備進行高溫溫區的校準。
[0005]對于這類高溫氣體溫度傳感器而言，在高溫溫區校準需要的條件包括:溫度可調的高溫溫度環境、高溫溫度測量標準源、對傳感器的熱防護和抗氧化保護等。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的是提供一種用于接觸式高溫氣體溫度傳感器的校準裝置，在高溫溫區對接觸式高溫氣體溫度傳感器進行校準。
[0007]本實用新型采用的技術方案是:一種用于接觸式高溫氣體溫度傳感器的校準裝置，其特征是包括一個密閉腔體，在密閉腔體外設有等離子熱源的外部分、數據采集處理系統和真空與充氣系統，在密閉腔體內設有等離子熱源的內部分、比色式溫度標準源、熱源位移機構、水冷式熱防護系統和傳感器安裝工裝;被校準的傳感器固定在傳感器安裝工裝上；等離子熱源的外部分通過電纜、塑膠管道與等離子熱源內部分相連，為熱源內部分提供等離子熱源所需的電源和惰性氣體氣源;熱源位移機構與等離子熱源的內部分相連;數據采集處理系統通過線纜與比色式溫度標準源、被測傳感器相連，為兩者提供電源，并采集與處理兩者的測量信號；真空與充氣系統通過管道與密閉腔體相連，校準前通過循環抽真空與充保護性氣體的方式制造密閉腔體內的低氧環境;水冷式熱防護系統通過水冷卻管與比色式溫度標準源的水冷套和傳感器安裝工裝水冷套相連，校準時以水冷的方式為比色式溫度標準源和被校準傳感器中不耐高溫的部分提供熱防護。
[0008]本實用新型的優點:
[0009]本實用新型提出的校準裝置中:使用高溫等離子熱源直接加熱傳感器敏感元件的方法，提供校準溫度環境，其加熱效率高、溫度上限高;采用比色式測溫儀作為溫度標準源，對傳感器敏感元件進行非接觸式溫度測量以提供溫度標準，對被校傳感器測溫結果沒有擾動影響；采用熱源位移機構調整校準溫度，從而具備了常規校準系統不具備的高溫溫區(1600°C以上)校準能力;水冷式熱防護系統能對高溫環境下的傳感器非耐溫部位和溫度標準源進行熱防護，以避免其受到損害;采用密閉腔體提供校準試驗環境，熱源、被校傳感器、溫度標準源、位移機構均安裝于密閉腔體內，校準前可通過抽真空和灌充保護性氣體的方式提供低氧環境，熱源系統在校準過程中也不會對敏感元件產生氧化損害。
【附圖說明】
[0010]圖1是接觸式高溫氣體溫度傳感器校準裝置的結構圖。
【具體實施方式】
[0011]如圖1所示，本實用新型用于接觸式高溫氣體溫度傳感器的校準裝置，包括以下組成部分:一個等離子熱源、一個熱源位移機構、一個福射式溫度標準源、一個熱防護系統和一個密閉的環境。
[0012]—個等離子熱源，能夠直接對高溫溫度傳感器的敏感元件進行加熱使之達到所需溫度，并且在工作過程中既不需要含氧成分物質參與、又不生成含氧成分，等離子熱源包括等離子熱源的外部分和等離子熱源的內部分，采用等離子噴槍提供高溫熱源；
[0013]一個熱源位移機構，能夠在加熱過程中調整熱源與傳感器敏感元件的距離，從而改變校準溫度；
[0014]—個輻射式溫度標準源，該溫度標準源能夠對傳感器敏感元件的溫度進行高動態測量，測溫上限不低于3000°C，采用比色式輻射測溫儀作為溫度標準源；
[0015]—個熱防護系統，能夠對傳感器的非耐溫部分進行熱防護，如有必要，還應對溫度標準源進行熱防護，使用水冷式熱防護系統保護傳感器非耐溫組件和溫度標準源免受高溫損傷；
[0016]—個密閉的環境，由密閉腔體提供，能夠將校準環境封閉，使用真空與充氣系統提供低氧環境，使傳感器敏感元件免于在高溫環境下的氧化損害；
[0017]本實用新型采用密閉腔體提供密閉環境，采用等離子噴槍提供高溫熱源，采用比色式輻射測溫儀作為溫度標準源，使用真空與充氣系統提供低氧環境、使用水冷式熱防護系統保護傳感器非耐溫組件和溫度標準源免受高溫損傷。該傳感器測溫上限在1600°C以上，并且需要在1600°C以上的多個溫度點進行校準。
[0018]其中等離子熱源的內部分、熱源位移機構、被校傳感器、輻射式溫度標準源、熱源位移機構均安裝于密閉腔體內；
[0019]該傳感器測溫上限在1600°C以上，并且需要在1600°C以上的多個溫度點進行校準。
[0020]其中，密閉腔體由不銹鋼材料制成;傳感器安裝工裝被固定于密閉腔體內部，被校準的傳感器被固定在工裝上；比色式輻射測溫儀被固定在密閉腔體內，測量被校準傳感器敏感元件的溫度，作為校準過程中的溫度標準。
[0021]密閉腔體外為熱源的外部分、數據采集系統和真空與充氣系統，其中熱源的外部分通過電纜、塑膠管道與熱源內部分相連，為熱源內部分提供等離子熱源所需的電源和惰性氣體氣源;數據采集處理系統通過線纜與比色式輻射測溫儀、傳感器相連，為兩者提供電源，并采集與處理兩者的測量信號;真空與充氣系統通過管道與密閉腔體相連，校準前通過循環抽真空與充保護性氣體的方式制造密閉腔體內的低氧環境;水冷卻系統通過水冷卻管與比色式輻射測溫儀的水冷套和工裝水冷套相連，校準時以水冷的方式為比色式輻射測溫儀和傳感器中不耐高溫的部分提供熱防護。
【主權項】
1.一種用于接觸式高溫氣體溫度傳感器的校準裝置，其特征是包括一個密閉腔體，在密閉腔體外設有等離子熱源的外部分、數據采集處理系統和真空與充氣系統，在密閉腔體內設有等離子熱源的內部分、熱源位移機構、比色式溫度標準源、水冷式熱防護系統和傳感器安裝工裝； 被校準的傳感器固定在傳感器安裝工裝上； 等離子熱源的外部分通過電纜、塑膠管道與等離子熱源的內部分相連，為熱源內部分提供等離子熱源所需的電源和惰性氣體氣源； 熱源位移機構與等離子熱源的內部分相連； 數據采集處理系統通過線纜與比色式溫度標準源、被測傳感器相連，為兩者提供電源，并采集與處理兩者的測量信號； 真空與充氣系統通過管道與密閉腔體相連，校準前通過循環抽真空與充保護性氣體的方式制造密閉腔體內的低氧環境； 水冷式熱防護系統通過水冷卻管與比色式溫度標準源的水冷套和傳感器安裝工裝水冷套相連，校準時以水冷的方式為比色式溫度標準源和被校準傳感器中不耐高溫的部分提供熱防護。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于接觸式高溫氣體溫度傳感器的校準裝置，包括一個密閉腔體，在密閉腔體外設有等離子熱源的外部分、數據采集處理系統和真空與充氣系統，在密閉腔體內設有等離子熱源的內部分、熱源位移機構、比色式溫度標準源、水冷式熱防護系統和傳感器安裝工裝。本實用新型采用密閉腔體提供密閉環境，采用等離子噴槍提供高溫熱源，采用比色式輻射測溫儀作為溫度標準源，使用真空與充氣系統提供低氧環境、使用水冷式熱防護系統保護傳感器非耐溫組件和溫度標準源免受高溫損傷。該傳感器測溫上限在1600℃以上，并且需要在1600℃以上的多個溫度點進行校準。
【IPC分類】G01K15/00
【公開號】CN205246245
【申請號】CN201521087234
【發明人】閻濤, 王夢楠, 邱琛
【申請人】陜西電器研究所
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月24日