專利名稱：組裝式陶瓷熱電偶的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種新型的陶瓷熱電偶，尤其是一種能用于高溫環(huán)境的組裝式陶瓷熱電偶。
背景技術：
現(xiàn)有陶瓷熱電偶用到的陶瓷有碳化硅、二氧化鈦、碳化硼和碳。由于碳的氧化，在氧化環(huán)境中，含有碳的熱電偶只能應用在500℃以下的環(huán)境中，同理，由于二氧化鈦的氧化，含有二氧化鈦的熱電偶在氧化環(huán)境中只能用到900℃，含有碳化硼的熱電偶在氧化環(huán)境中限制使用的最高溫度為800℃。而且，在這些高溫環(huán)境下，碳、二氧化鈦或碳化硼必須使用惰性氣體進行保護，如氮氣。即便是專門為測量1700℃高溫而設計的貴金屬熱電偶(如R型和S型熱電偶)，由于電極連接處鉑的揮發(fā)，在氧化環(huán)境中也只可以使用幾個星期，使用壽命很短。而且，現(xiàn)有的陶瓷熱電偶還存在兩種陶瓷之間連接的穩(wěn)定性問題。這種連接通常是由機械安裝方法或粘結法實現(xiàn)的，由于不同陶瓷的膨脹系數(shù)不一致，隨著使用時間的延長，這些連接點將逐漸被破壞，導致該熱電偶不能夠正常工作。
發(fā)明內容
為了解決現(xiàn)有的陶瓷熱電偶無法長時間在高溫環(huán)境下進行工作的問題，本發(fā)明提供了一種能在高溫環(huán)境下正常工作的組裝式陶瓷熱電偶，它包括管狀電極2、高溫絕緣層3和桿狀電極4，其中一個電極由MoSi2制成，另一個電極由SiC制成，管狀電極2的下端封閉，桿狀電極4的下端插入管狀電極2的內部，桿狀電極4的下端面與管狀電極2的內底面之間相接，桿狀電極4的側面和管狀電極2的內壁之間設有高溫絕緣層3，管狀電極2的開口端設有彈性密封層5。本發(fā)明由于兩電極分別采用MoSi2和SiC材料制成，使本發(fā)明可以在1800℃的高溫氧化環(huán)境下持續(xù)進行溫度測量，本發(fā)明具有適用范圍廣、測量溫度高、加工簡單、使用壽命與貴金屬熱電偶相當、制作成本低的優(yōu)點。
本發(fā)明還包括一號桿狀電極4-1、高溫絕緣層3和二號桿狀電極4-2，一號桿狀電極4-1和二號桿狀電極4-2的側壁外側覆有高溫絕緣層3，一號桿狀電極4-1和二號桿狀電極4-2之間互相平行并留有間隔的設置，其中一個電極由MoSi2制成，另一個電極由SiC制成。本發(fā)明由于將兩電極制成桿狀，在兩電極的側壁外側覆有一層高溫絕緣層，在使用時將兩電極互相平行并間隔的插入待測的環(huán)境中，利用導電熔液形成回路，可以使本發(fā)明能在如液體金屬、熔鹽電解槽、高溫鹽爐、高溫等離子體等高溫導電的測量環(huán)境當中進行溫度測量。
圖1是具體實施方式
一的結構示意圖，圖2是具體實施方式
二的結構示意圖，圖3是具體實施方式
三的結構示意圖，圖4是具體實施方式
四的結構示意圖，圖5是具體實施方式
一在0～1500℃溫度范圍內的空氣爐中使用時的熱電勢-溫度曲線圖。
具體實施例方式具體實施方式
一下面結合圖1來具體說明，本實施方式它包括管狀電極2、高溫絕緣層3和桿狀電極4，其中桿狀電極4由MoSi2制成，管狀電極2由SiC制成，管狀電極2的下端封閉，桿狀電極4的下端插入管狀電極2的內部，桿狀電極4的下端面和管狀電極2的內底面之間相接，桿狀電極4的側面和管狀電極2的內壁之間設有高溫絕緣層3，管狀電極2上端的封口處灌注高溫彈性硅密封膠5，管狀電極2的上端和桿狀電極4的頂端分別設有信號輸出端子9，其中，高溫絕緣層3是由Al2O3或MgO或CaO制成的管或由Al2O3或MgO或CaO粉末進行填充。如圖5所示，本實施方式在在400℃～1500℃之間的空氣爐中使用時，其熱電勢的輸出與溫度基本符合線性關系。本發(fā)明在測量過程中，應當保證測量端處于較低的溫度，并且最好能保持穩(wěn)定。如果測量端溫度變化較大，可以增加熱電偶的長度，或者在采取必要的冷卻措施，如風冷或水冷，以便得到精度較高的溫度測量結果。
具體實施方式
二下面結合圖2來具體說明。本實施方式與實施方式一的不同點在于桿狀電極4的下端面和管狀電極2的內底面之間增設有導電連接層1，所述的導電連接層1是在桿狀電極4的下端面和管狀電極2的內底面之間利用Ti3SiC2焊接而成。本實施方式由于兩電極之間采用Ti3SiC2焊接，可以保證本發(fā)明中的兩個電極在1600℃以下的高溫環(huán)境中進行測量并使兩電極保持良好的接觸。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于它增設的導電連接層1是在桿狀電極4的下端面和管狀電極2的內底面經金剛石研磨處理后分別涂上導電鉑漿在900℃燒結1小時后形成的鉑金屬覆層。本實施方式可以使本發(fā)明能在1800℃的高溫下進行測量。
具體實施方式
四下面結合圖3來具體說明，本實施方式與實施方式一、二和三的不同點在于它還包括調節(jié)彈簧6、調節(jié)套管7、擋片7-1和壓蓋8。調節(jié)套管7的下端與管狀電極2的上端旋合，調節(jié)套管7的上端設有中心帶有圓孔的擋片7-1，調節(jié)彈簧6套設在桿狀電極4上部的外側，擋片7-1中心的圓孔與調節(jié)彈簧6的下部之間旋合，調節(jié)彈簧6的上端與壓蓋8固定連接。本實施方式由于采用了調節(jié)彈簧6、調節(jié)套管7、擋片7-1和壓蓋8，使得本發(fā)明可以在的高溫環(huán)境中保持兩個電極之間良好的接觸。
具體實施方式
五下面結合圖4來具體說明，本實施方式包括一號桿狀電極4-1、高溫絕緣層3和二號桿狀電極4-2，一號桿狀電極4-1和二號桿狀電極4-2的側壁外側覆有高溫絕緣層3，一號桿狀電極4-1和二號桿狀電極4-2之間互相平行并留有間隔的設置，一號桿狀電極4-1和二號桿狀電極4-2的上頂端增設有信號輸出端子9，桿狀電極4由MoSi2制成，桿狀電極1由SiC制成。本實施方式由于將兩電極制成桿狀，且在兩電極的外側覆有一層絕緣層。使用時將兩電極互相平行并間隔的插入待測的環(huán)境中可以使本發(fā)明能在如液體金屬、熔鹽電解槽、高溫鹽爐、高溫等離子體等高溫導電的測量環(huán)境當中進行溫度測量。
具體實施方式
六下面結合圖4來具體說明，本實施方式與實施方式四的不同點在于它還包括絕緣的電極架10，絕緣的電極架10上與一號桿狀電極4-1和二號桿狀電極4-2互相垂直的固定在一起，其它的組成和連接方式與實施方式五相同。本實施方式可以使兩電極之間在使用時不產生相對移動。
權利要求
1.組裝式陶瓷熱電偶，它包括管狀電極(2)、高溫絕緣層(3)和桿狀電極(4)，其特征在于其中一個電極由MoSi2制成，另一個電極由SiC制成，管狀電極(2)的下端封閉，桿狀電極(4)的下端插入管狀電極(2)的內部，桿狀電極(4)的下端面與管狀電極(2)的內底面之間相接，桿狀電極(4)的側面和管狀電極(2)的內壁之間設有高溫絕緣層(3)，管狀電極(2)上端設有彈性密封層(5)。
2.根據權利要求1所述的組裝式陶瓷熱電偶，其特征在于桿狀電極(4)的下端面和管狀電極(2)的內底面之間增設有導電連接層(1)，所述的導電連接層(1)是在桿狀電極(4)的下端面和管狀電極(2)的內底面之間利用Ti3SiC2焊接而成。
3.根據權利要求1所述的組裝式陶瓷熱電偶，其特征在于它增設的導電連接層(1)是在桿狀電極(4)的下端面和管狀電極(2)的內底面經金剛石研磨處理后分別涂上導電鉑漿在900℃燒結1小時后形成的鉑金屬覆層。
4.根據權利要求1所述的組裝式陶瓷熱電偶，其特征在于管狀電極(2)的上端和桿狀電極(4)的頂端分別增設有信號輸出端子(9)。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的組裝式陶瓷熱電偶，其特征在于它還包括調節(jié)彈簧(6)、調節(jié)套管(7)、擋片(7-1)和壓蓋(8)，調節(jié)套管(7)的下端與管狀電極(2)的上端旋合，調節(jié)套管(7)的上端設有中心帶有圓孔的擋片(7-1)，調節(jié)彈簧(6)套設在桿狀電極(4)上部的外側，擋片(7-1)中心的圓孔與調節(jié)彈簧(6)的下部之間旋合，調節(jié)彈簧(6)的上端與壓蓋(8)固定連接。
6.組裝式陶瓷熱電偶，它包括一號桿狀電極(4-1)、高溫絕緣層(3)和二號桿狀電極(4-2)，其特征在于一號桿狀電極(4-1)和二號桿狀電極(4-2)的側壁外側覆有高溫絕緣層(3)，一號桿狀電極(4-1)和二號桿狀電極(4-2)之間互相平行并留有間隔的設置，其中一個電極由MoSi2制成，另一個電極由SiC制成。
7.根據權利要求6所述的組裝式陶瓷熱電偶，其特征在于一號桿狀電極(4-1)和二號桿狀電極(4-2)的上頂端增設有信號輸出端子(9)。
8.根據權利要求6所述的組裝式陶瓷熱電偶，其特征在于還包括絕緣的電極架(10)，絕緣的電極架(10)與一號桿狀電極(4-1)和二號桿狀電極(4-2)互相垂直的固定在一起。
全文摘要
組裝式陶瓷熱電偶，它涉及一種能用于高溫環(huán)境的組裝式陶瓷熱電偶。它包括管狀電極2、高溫絕緣層3和桿狀電極4，桿狀電極4的下端插入一端封閉的管狀電極2的內部并相接，電極4的側面和電極2的內壁之間設有絕緣層3，電極2上端設有彈性密封層5。它還可以由一號桿狀電極4－1、高溫絕緣層3和二號桿狀電極4－2組成，其中一個電極由MoSi
文檔編號G01K7/02GK1645074SQ200510009678
公開日2005年7月27日 申請日期2005年1月28日 優(yōu)先權日2005年1月28日
發(fā)明者邵文柱, 崔玉勝, 甄良, 李義春 申請人:哈爾濱工業(yè)大學