加熱式熱電偶液位測量傳感器制造技術

本實用新型專利技術涉及一種加熱式熱電偶液位測量傳感器，該傳感器包括位于第一外套管內的加熱元件和鎧裝電纜，其中，加熱元件包括加熱絲和填充有絕緣粉的陶瓷管，加熱絲纏繞在陶瓷管上，兩端匯集于陶瓷管的一端，陶瓷管外表面燒結覆蓋有釉粉；鎧裝電纜包括正、負極熱電偶絲、鎳引線和第二外套管，其間均填充有絕緣粉，正、負極熱電偶絲及鎳引線的一端伸出第二外套管，第二外套管的兩端密封，組成鎧裝電纜；鎧裝電纜的鎳引線與熱元件的加熱絲連接，鎧裝電纜的正、負極熱電偶絲的伸出端的頂端焊接成熱接點并位于陶瓷管內，第一外套管的兩端密封。本傳感器復現性很好，分辨率高，能滿足超負荷試驗等要求，在高溫高壓下能準確判斷液氣（汽）界面，統一性好。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種傳感器，特別涉及一種加熱式熱電偶液位測量傳感器。?
技術介紹
目前，壓力容器內的水位測量常采用鎧裝電纜式傳感器進行測量，這種傳感器具有如下不足：1、常規的鎧裝電纜（比如鎧裝熱電偶）不能分辨氣液界面；2、常規鎧裝電纜（比如鎧裝加熱器）也不能分辨出氣液界面，不能用于液位測量。現有的加熱式熱電偶液位測量傳感器，采用國外生產的產品，其成本高，維修困難，嚴重制約了我國液位測量技術的發展。因此，如何得到一種加熱式熱電偶液位測量傳感器，使其即能滿足復現性很好，分辨率高，能夠滿足超負荷試驗等要求，在高溫高壓等惡劣環境下能準確判斷液氣（汽）界面的技術要求，又能降低生產成本，是本領域亟待解決的問題。?
技術實現思路
本技術的目的，是提供一種加熱式熱電偶液位測量傳感器，該傳感器能夠在高溫高壓下準確判斷液氣（汽）界面的傳感器。本傳感器復現性很好，分辨率高，能夠滿足超負荷試驗等要求，在高溫高壓等惡劣環境下能準確判斷液氣（汽）界面，并且工藝簡單，產品統一性好。?實現本技術所述的技術方案是：?加熱式熱電偶液位測量傳感器，包括位于第一外套管內的加熱元件和鎧裝電纜，其中，加熱元件包括加熱絲和陶瓷管，陶瓷管內填充有絕緣粉，所述加熱絲等距離地纏繞在陶瓷管上，加熱絲的兩端匯集在陶瓷管的一端，纏繞有加熱絲的陶瓷管外表面燒結覆蓋有釉粉；鎧裝電纜包括正、負極熱電偶絲、鎳引線和第二外套管，所述正、負極熱電偶絲和鎳引線按照正極熱電偶絲、鎳引線、負極熱電偶絲、鎳引線的順序順時針排列在第二外套管內，鎳引線、正極熱電偶絲、負極熱電偶絲、鎳引線之間均填充有絕緣粉隔離，正、負極熱電偶絲及鎳引線的一端伸出第二外套管的一端，將第二外套管的另一端焊接密封，一端灌膠、密封，組成鎧裝電纜；鎧裝電纜的兩根鎳引線分別與加熱元件一端的加熱絲的兩個端頭連接，鎧裝電纜的正、負極熱電偶絲的伸出端的頂端焊接成熱接點，正、負極熱電偶絲的伸出端和熱接點均位于陶瓷管內，第一外套管中有加熱元件端設置有焊接封頭，第一外套管的非焊接端為灌膠密封。所述的加熱絲采用熔點為1400℃，密度為8.4克/立方毫米，延伸率≥20，電阻率1.09±0.05μΩ.m，導熱系數為60.3?kj/m.h℃，線脹系數為18的金屬材料。?所述的鎳引線采用熔點為1435～1446℃，比重為8.80～8.95，導熱系數為0.56～0.65（100℃）卡/厘米.秒.℃,電阻系數為9.2μΩ.cm～9.7μΩ.cm(20℃)的金屬材料。?所述的負極熱電偶絲采用電阻溫度系數為1.13×10-3/℃～1.25×10-3/℃，電阻率為0.266μΩ.m～0.275μΩ.m金屬的材料。?所述的正極熱電偶絲采用電阻溫度系數為1.03×10-3/℃～1.16×10-3/℃，電阻率為0.688μΩ.m～0.755μΩ.m的金屬材料。?所述外套管采用不銹鋼材料。?所述的伸出第二外套管的正、負極熱電偶絲焊至熱接點的距離為17mm；伸出第二外套管的鎳引線的距離為3mm。?所述絕緣粉為電熔級氧化鎂，其純度≥99.5%。?所述陶瓷管的直徑為1.8～2.2mm，厚度為0.2～0.3mm。?采用本技術所述的加熱式熱電偶液位測量傳感器，其原理是基于發熱體在氣（汽）體和液體中放熱系數的顯著差異，來判斷出液氣（汽）界面的準確位置。?本技術具有如下有益效果：?1.所述加熱式熱電偶液位測量傳感器由一個加熱元件和一支鎧裝電纜兩部分組合而成。由于加熱元件維持恒定功率，具有良好的穩定性，鎧裝熱電偶具有良好的準確性和可靠性，因此，該傳感器能夠用于壓力容器進行測溫。2.所述加熱式熱電偶液位測量傳感器從原材料選擇、制造工藝設計等方面進行了研究，確保該傳感器復現性、高分辨率和高超負荷性能，有效地保證了信號采集的靈敏性和準確性。?3.所述加熱式熱電偶液位測量傳感器采用316L不銹鋼作為外套管,?除了有效地適應了壓力容器耐高溫性能和耐腐蝕性能，還為該傳感器的撓制提供了極大的方便，最重要的是保證了液位測量的可靠性。?本技術所述的加熱式熱電偶液位測量傳感器，能夠在高溫高壓下準確判斷液氣（汽）界面的傳感器。本傳感器復現性很好，分辨率高，能夠滿足超負荷試驗等要求，在高溫高壓等惡劣環境下能準確判斷液氣（汽）界面，并且工藝簡單，產品統一性好。?附圖說明圖1為本技術所述傳感器的結構簡圖。?圖中，1為絕緣粉，2為第二外套管，3為鎳引線，4為負極熱電偶絲，5為正極熱電偶絲，6為第一外套管，7為加熱絲，8為陶瓷管，9為加熱元件。?具體實施方式參見圖1，加熱式熱電偶液位測量傳感器，包括位于第一外套管6內的加熱元件9和鎧裝電纜，其中，加熱元件包括加熱絲7和陶瓷管8，陶瓷管內填充有絕緣粉1。所述的加熱絲采用熔點為1400℃，密度為8.4克/立方毫米，延伸率≥20，電阻率1.09±0.05μΩ.m，導熱系數為60.3?kj/m.h℃，線脹系數為18的金屬材料，加熱絲的直徑為0.18～0.22mm。陶瓷管的直徑為1.8～2.2mm，厚度為0.2～0.3mm。所述絕緣粉為電熔級氧化鎂，其純度≥99.5%，雜質Fe，Ca和Mn的含量分別為：Fe≤0.007%，Ca≤0.12%,Mn≤0.003%。所述加熱絲等距離地纏繞在陶瓷管上，加熱絲的兩端匯集在陶瓷管的一端，纏繞有加熱絲的陶瓷管外表面覆蓋有經一層高溫燒結的釉粉；鎧裝電纜包括正、負極熱電偶絲、鎳引線和第二外套管，所述的鎳引線采用熔點為1435～1446℃，比重為8.80～8.95，導熱系數為0.56～0.65（100℃）卡/厘米.秒.℃,電阻系數為9.2μΩ.cm～9.7μΩ.cm(20℃)的金屬材料；所述的負極熱電偶絲采用電阻溫度系數為1.13×10-3/℃～1.25×10-3/℃，電阻率為0.266μΩ.m～0.275μΩ.m金屬的材料；所述的正極熱電偶絲采用電阻溫度系數為1.03×10-3/℃～1.16×10-3/℃，電阻率為0.688μΩ.m～0.755μΩ.m的金屬材料。所述正、負極熱電偶絲和鎳引線按照正極熱電偶絲5、鎳引線3、負極熱電偶絲4、鎳引線3的順序順時針排列在第二外套管2內，鎳引線、正極熱電偶絲、負極熱電偶絲、鎳引線之間均填充有絕緣粉隔離，避免負極熱電偶絲、正極熱電偶絲和鎳引線相接觸，以保證熱電偶接受熱電動勢和接收信號，正、負極熱電偶絲及鎳引線的一端伸出第二外套管的一端，將第二外套管的另一端焊接密封，一端灌膠、密封，組成鎧裝電纜；鎧裝電纜的兩根鎳引線分別與熱元件一端的加熱絲的兩個端頭連接，鎧裝電纜的正、負極熱電偶絲的伸出端的頂端焊接成熱接點，所述的伸出第二外套管的正、負極熱電偶絲焊至熱接點的距離為17mm；伸出第二外套管的鎳引線的距離為3mm。正、負極熱電偶絲的伸出端和熱接點均位于陶瓷管內，第一外套管中有加熱元件端設置有焊接封頭，第一外套管的非焊接端為灌膠密封。所述外套管采用不銹鋼材料。?實施例1?本實施例所述的加熱式熱電偶液位測量傳感器，選擇本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種加熱式熱電偶液位測量傳感器，其特征在于：該傳感器包括位于第一外套管內的加熱元件和鎧裝電纜，其中，加熱元件包括加熱絲和陶瓷管，陶瓷管內填充有絕緣粉，所述加熱絲等距離地纏繞在陶瓷管上，加熱絲的兩端匯集于陶瓷管的一端，纏繞有加熱絲的陶瓷管外表面燒結覆蓋有釉粉；鎧裝電纜包括正、負極熱電偶絲、鎳引線和第二外套管，所述正、負極熱電偶絲和鎳引線按照正極熱電偶絲、鎳引線、負極熱電偶絲、鎳引線的順序順時針排列在第二外套管內，鎳引線、正極熱電偶絲、負極熱電偶絲、鎳引線之間均填充有絕緣粉隔離，正、負極熱電偶絲及鎳引線的一端伸出第二外套管的一端，將第二外套管的另一端焊接密封，一端灌膠、密封，組成鎧裝電纜；鎧裝電纜的兩根鎳引線分別與加熱元件一端的加熱絲的兩個端頭連接，鎧裝電纜的正、負極熱電偶絲伸出端的頂端焊接成熱接點，正、負極熱電偶絲的伸出端和熱接點均位于陶瓷管內，第一外套管中有加熱元件端設置有焊接封頭，第一外套管的非焊接端為灌膠密封。

【技術特征摘要】
1.一種加熱式熱電偶液位測量傳感器，其特征在于：該傳感器包括位于第一外套管內的加熱元件和鎧裝電纜，其中，加熱元件包括加熱絲和陶瓷管，陶瓷管內填充有絕緣粉，所述加熱絲等距離地纏繞在陶瓷管上，加熱絲的兩端匯集于陶瓷管的一端，纏繞有加熱絲的陶瓷管外表面燒結覆蓋有釉粉；鎧裝電纜包括正、負極熱電偶絲、鎳引線和第二外套管，所述正、負極熱電偶絲和鎳引線按照正極熱電偶絲、鎳引線、負極熱電偶絲、鎳引線的順序順時針排列在第二外套管內，鎳引線、正極熱電偶絲、負極熱電偶絲、鎳引線之間均填充有絕緣粉隔離，正、負極熱電偶絲及鎳引線的一端伸出第二外套管的一端，將第二外套管的另一端焊接密封，一端灌膠、密封，組成鎧裝電纜；鎧裝電纜的兩根鎳引線分別與加熱元件一端的加熱絲的兩個端頭連接，鎧裝電纜的正、負極熱電偶絲伸出端的頂端焊接成熱接點，正、負極熱電偶絲的伸出端和熱接點均位于陶瓷管內，第一外套管中有加熱元件端設置有焊接封頭，第一外套管的非焊接端為灌膠密封。
2.根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于：所述的加熱絲采用熔點為1400℃，密度為8.4克/立方毫米，延伸率≥20，電阻率1.09±0.05μΩ.m，導熱系數為60.3?kj/m.h℃，線脹系數為18的金屬材料。
3.根據權利要...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張祖力，王華，唐銳，鞠華，羅松，
申請(專利權)人：重慶材料研究院有限公司，
類型：實用新型
國別省市：