專利名稱：一種短型熱電偶校準(zhǔn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種短型熱電偶校準(zhǔn)裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001 ] 本實(shí)用新型涉及熱學(xué)計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域，特別提供了 一種短型熱電偶校準(zhǔn)裝置。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)只有適用于長度為750mm以上的標(biāo)準(zhǔn)熱電偶檢定熱源，對于短型熱電 偶國內(nèi)當(dāng)前沒有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及檢測方法，更無標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)裝置。而國外雖然有部分型號的干 井式熱源，但無法實(shí)現(xiàn)航空T-99型熱電偶的校準(zhǔn)，并且價格高昂。對于短型熱電偶的校準(zhǔn) 裝置是當(dāng)前熱學(xué)計(jì)量技術(shù)研究的一個難點(diǎn)，國內(nèi)尚無定型產(chǎn)品。在航空發(fā)動機(jī)試車臺架進(jìn) 行各項(xiàng)性能指標(biāo)標(biāo)定時，經(jīng)常要使用長度小于300毫米以下短型熱電偶(如T-99型、廉金 屬K型)，為保證發(fā)動機(jī)的性能參數(shù)，需對短型熱電偶進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保發(fā)動機(jī)安全、可靠、 性能穩(wěn)定，為空軍提供優(yōu)質(zhì)的動力裝備，因此，開展短電偶校準(zhǔn)技術(shù)及校準(zhǔn)裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)研 究工作。多型發(fā)動機(jī)測試渦輪后溫度用航空短型熱電偶的結(jié)構(gòu)，通常都是鎧裝結(jié)構(gòu)的。它 們的長度基本上都在300mm以下，熱電偶的型號一般選用K型，外殼均都采用耐高溫材料， 感溫端結(jié)構(gòu)都是封閉式的，直經(jīng)大都在Φ8πιπι-Φ13πιπι的范圍內(nèi)，該結(jié)構(gòu)形式性能穩(wěn)定，使 用壽命長，是航空工業(yè)發(fā)動機(jī)性能測試的重要產(chǎn)品。但對于感應(yīng)T/溫度重要參數(shù)的短型 熱電偶(Τ-99型)的結(jié)構(gòu)形式就有所不同，它是采用單屏蔽罩，敏感元件為兩支K型熱電 偶，長度為165mm，最大直徑Φ 1 lmm,接線端子Φ 30mm,固定板長55mm，熱電偶直徑為1. Omm, 在傳感器正前方沿軸向開有2個直徑為Φ3πιπι的圓形進(jìn)氣口，傳感器背面開有1個圓形出 氣口，直徑為Φ4πιπι。結(jié)構(gòu)形式如

圖1所示。由于該短型熱電偶的結(jié)構(gòu)形式特殊，對進(jìn)行校準(zhǔn)用的檢定爐均勻溫場的長度要求 就更高了，這就是我們研究探索的重點(diǎn)。人們渴望獲得一種技術(shù)效果更好的Τ-99短型熱電偶校準(zhǔn)裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種技術(shù)效果更好的Τ-99短型熱電偶校準(zhǔn)裝置。本實(shí)用新型提供了一種Τ-99短型熱電偶校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述Τ-99短型熱 電偶校準(zhǔn)裝置具體針對的是長度300mm以下、凱裝結(jié)構(gòu)、感溫端直徑8 13mm的T-99短型 熱電偶；所述短型熱電偶校準(zhǔn)裝置構(gòu)成如下檢定爐1、控溫電偶2、標(biāo)準(zhǔn)電偶3，其中控溫 電偶2和標(biāo)準(zhǔn)電偶3都設(shè)置在檢定爐1內(nèi)；檢定爐1的結(jié)構(gòu)具體為井式結(jié)構(gòu)；低電勢掃描開關(guān)5所包含的通道數(shù)為3 16個； 檢定爐1內(nèi)的控溫電偶2、標(biāo)準(zhǔn)電偶3、1 14個被測電偶4分別利用低電勢掃描開關(guān)5的 通道；同時，所述τ-99短型熱電偶校準(zhǔn)裝置中還設(shè)置有用于輔助進(jìn)行溫度控制的溫控 設(shè)備6。[0011 ] 本實(shí)用新型所述T-99短型熱電偶校準(zhǔn)裝置還包含有下述優(yōu)選要求保護(hù)的內(nèi)容 所述T-99短型熱電偶校準(zhǔn)裝置中所使用的低電勢掃描開關(guān)5具體為10通道，其寄生電勢 為 0.4 μ V。所述Τ-99短型熱電偶校準(zhǔn)裝置還滿足下述要求所述Τ-99短型熱電偶校準(zhǔn)裝置中的溫控設(shè)備6具體采用智能ZWK型溫控儀；標(biāo)準(zhǔn)電偶3具體采用1支一等S型標(biāo)準(zhǔn)熱電偶，控溫電偶2具體為1支N型熱電 偶控溫；所述Τ-99短型熱電偶校準(zhǔn)裝置中設(shè)置有六位半數(shù)字電壓表，其精度達(dá)到0.01 級；所述τ-99短型熱電偶校準(zhǔn)裝置中，參考端溫度采用零度恒溫器，恒溫技術(shù)參數(shù)精 度為0°C 士0. 1°C，穩(wěn)定度為士0. 05。所述檢定爐1的爐體高度為300mm，爐膛直經(jīng)Φ 80mm,允許插入深度150mm，插孔尺 寸 Φ 13mmX4mm。所述溫控設(shè)備6具體采用智能ZWK型溫控儀和加熱設(shè)備復(fù)合而成。從有關(guān)資料得知，本實(shí)用新型所涉及的專用短型熱電偶通常成組使用。綜合考慮 T-99型熱電偶工作狀態(tài)各溫度參數(shù)及T-99型熱電偶的特殊結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型應(yīng)用熱力學(xué) 傳導(dǎo)原理和仿真尋優(yōu)測量方法，設(shè)計(jì)了檢定爐1及溫控設(shè)備6，研制成功了一套性能穩(wěn)定的 短型熱電偶自動校準(zhǔn)裝置，具有^mm的均勻溫場并可滿足300°C 1000°C的范圍，解決了 T-99型熱電偶的特殊結(jié)構(gòu)的校準(zhǔn)技術(shù)瓶頸，可滿足使用技術(shù)要求。填補(bǔ)了國內(nèi)在該項(xiàng)目校 準(zhǔn)技術(shù)領(lǐng)域的空白，并且可以推廣應(yīng)用到其它領(lǐng)域。本實(shí)用新型中檢定爐1設(shè)計(jì)特殊，恒溫均勻溫場加大，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可自動判定處理。 技術(shù)效果明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。以下結(jié)合附圖及實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖1為T-99型結(jié)構(gòu)圖主視圖；圖2為圖1的B-B剖視圖；圖3為檢定爐1爐膛結(jié)構(gòu)示意圖俯視圖；圖4為校準(zhǔn)原理和流程圖。
具體實(shí)施方式
附圖中的各附圖標(biāo)記含義如下檢定爐1、控溫電偶2、標(biāo)準(zhǔn)電偶3、被測電偶4、低 電勢掃描開關(guān)5、溫控設(shè)備6;進(jìn)氣孔7、排氣孔8、雙偶9、a偶901、b偶902。實(shí)施例1一種T-99短型熱電偶校準(zhǔn)裝置，所述T-99短型熱電偶校準(zhǔn)裝置具體針對的是長 度300mm以下、凱裝結(jié)構(gòu)、感溫端直徑8 13mm的T-99短型熱電偶；所述短型熱電偶校準(zhǔn)裝置構(gòu)成如下檢定爐1、控溫電偶2、標(biāo)準(zhǔn)電偶3，其中控溫 電偶2和標(biāo)準(zhǔn)電偶3都設(shè)置在檢定爐1內(nèi)；[0031]檢定爐1的結(jié)構(gòu)具體為井式結(jié)構(gòu)；低電勢掃描開關(guān)5所包含的通道數(shù)為10個，利 用情況如下檢定爐1內(nèi)的1個控溫電偶2、1個標(biāo)準(zhǔn)電偶3、8個被測電偶4分別利用低電 勢掃描開關(guān)5的通道；同時，所述T-99短型熱電偶校準(zhǔn)裝置中還設(shè)置有用于輔助進(jìn)行溫度控制的溫控 設(shè)備6。所述T-99短型熱電偶校準(zhǔn)裝置還包含有下述的內(nèi)容所述T-99短型熱電偶校準(zhǔn) 裝置中所使用的低電勢掃描開關(guān)5具體為10通道，其寄生電勢為0. 4 μ V。所述Τ-99短型熱電偶校準(zhǔn)裝置中的溫控設(shè)備6具體采用智能ZWK型溫控儀；標(biāo)準(zhǔn)電偶3具體采用1支一等S型標(biāo)準(zhǔn)熱電偶，控溫電偶2具體為1支N型熱電 偶控溫；所述Τ-99短型熱電偶校準(zhǔn)裝置中設(shè)置有六位半數(shù)字電壓表，其精度達(dá)到0.01 級；所述Τ-99短型熱電偶校準(zhǔn)裝置中，參考端溫度采用零度恒溫器，恒溫技術(shù)參數(shù)精 度為0°C 士0. 1°C，穩(wěn)定度為士0. 05。所述檢定爐1的爐體高度為300mm，爐膛直經(jīng)Φ 80mm,允許插入深度150mm，插孔尺 寸 Φ 13mmX4mm。所述溫控設(shè)備6具體采用智能ZWK型溫控儀和加熱設(shè)備復(fù)合而成。從有關(guān)資料得知，本實(shí)施例所涉及的專用短型熱電偶通常成組使用。綜合考慮 T-99型熱電偶工作狀態(tài)各溫度參數(shù)及T-99型熱電偶的特殊結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例應(yīng)用熱力學(xué)傳 導(dǎo)原理和仿真尋優(yōu)測量方法，設(shè)計(jì)了特型檢定爐及控溫系統(tǒng)，研制成功了一套性能穩(wěn)定的 短型熱電偶自動校準(zhǔn)裝置，具有^mm的均勻溫場并可滿足300°C 1000°C的范圍，解決了 T-99型熱電偶的特殊結(jié)構(gòu)的校準(zhǔn)技術(shù)瓶頸，可滿足使用的技術(shù)要求。檢定爐1設(shè)計(jì)特殊，恒溫均勻溫場加大，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可自動判定處理。在具體應(yīng)用時，T-99型熱電偶的結(jié)構(gòu)特殊，考慮校準(zhǔn)工作時拆卸方便，檢定爐1的 結(jié)構(gòu)為井式結(jié)構(gòu)。檢定爐1爐體結(jié)構(gòu)不能太重，便于生產(chǎn)現(xiàn)場移動。檢定爐1爐體的接線 柱要方便連接。爐膛內(nèi)均布放置4組(8支)短型被測電偶4及控溫電偶2和標(biāo)準(zhǔn)電偶3 各1支，要求控溫點(diǎn)和控溫電偶要選擇與實(shí)際均勻溫度場相接近處。被測電偶4的結(jié)構(gòu)長度為165mm，最大直徑Φ 11mm，接線端子Φ 30mm，固定板長 55mm。需要設(shè)計(jì)檢定爐1的爐體高度為300mm，檢定爐1爐膛直經(jīng)Φ 80mm，插入深度150mm， 插孔尺寸Φ13πιπιΧ4πιπι。該設(shè)計(jì)方案可以解決多組校準(zhǔn)問題，通過槽形回流技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)檢 定爐1爐體內(nèi)均勻溫場的穩(wěn)定性。溫控設(shè)備6具體配合采用1支一等S型標(biāo)準(zhǔn)熱電偶、1支N型熱電偶控溫。另有 六位半數(shù)字電壓表，精度達(dá)到0. 01級。參考端溫度采用零度恒溫器恒溫技術(shù)參數(shù)，精度為 O0C 士0. 1°C，穩(wěn)定度為士0. 05。系統(tǒng)巡回檢測采用低電勢掃描開關(guān)5 寄生電勢為0.4 μ V， 有10個通道。溫控設(shè)備6具體采用智能ZWK型溫控儀，具有良好的穩(wěn)定性并帶有多參數(shù)調(diào) 整功能，具有超溫報警保護(hù)和自動/手動無擾動切換功能。綜合應(yīng)用上述多參數(shù)測控技術(shù)，研制了一套自動識別、仿真尋優(yōu)檢定控制軟件，使 多通道的采集數(shù)據(jù)快速準(zhǔn)確處理，精度等級達(dá)百分之0. 1 %。系統(tǒng)應(yīng)用前饋控制和可控硅過 零觸發(fā)均勻脈沖控制，以提高控溫精度，減少電網(wǎng)污染，避免對測控信號的電磁干擾。應(yīng)用PID調(diào)節(jié)技術(shù)，在自動尋優(yōu)控制中增加了修正參數(shù)，增加熱源的穩(wěn)定性，使系統(tǒng)節(jié)能、生產(chǎn)成 本低、溫度波動小。由于該項(xiàng)目設(shè)計(jì)理念新穎，使國外內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)集成于系統(tǒng)，突顯出 本項(xiàng)目創(chuàng)造性和先進(jìn)性。T-99型短熱電偶的定期校準(zhǔn)，非常有必要。系統(tǒng)可以同時檢測8支被測電偶4，極 大地提高了檢測效率。系統(tǒng)可自動尋優(yōu)、自動控制、自動檢定、自動數(shù)據(jù)處理，自動判定被測 電偶4的級別，自動打印檢定記錄和檢定證書，降低了操作人員的勞動強(qiáng)度。由于該系統(tǒng)具 有以上優(yōu)點(diǎn)，使系統(tǒng)獲得了良好的計(jì)量檢測特性。T-99短型熱電偶校準(zhǔn)裝置的主要技術(shù)的測量原理和流程如圖4所示。下面結(jié)合圖 4作詳細(xì)說明實(shí)際操作時的動作過程(1)采用雙極比較法開展校準(zhǔn)工作；(2)Τ_99短型熱電偶對應(yīng)輔助的參考端補(bǔ)償導(dǎo)線具體選用鎳鉻-鎳硅(KA)作為試 驗(yàn)用補(bǔ)償導(dǎo)線，其精度為士 1.0°c，以減少連接誤差。(3)系統(tǒng)啟動時，電源輸入應(yīng)先開動計(jì)算機(jī)、高精度數(shù)字繁用表、低電勢掃描開關(guān) 5，然后再開動溫控設(shè)備6的控制開關(guān)，最后再開動檢定爐1的控制開關(guān)。(4)進(jìn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，輸入相關(guān)的信息量。(5)熱電偶的示值檢定點(diǎn)溫度，根據(jù)需求設(shè)定。(6)進(jìn)行實(shí)際的檢測校準(zhǔn)操作，生成校準(zhǔn)數(shù)據(jù)檢測記錄報告并且打印。實(shí)施例2本實(shí)施例與實(shí)施水利1內(nèi)容基本相同，其不同之處主要在于低電勢掃描開關(guān)5所包含的通道數(shù)為3個；檢定爐1內(nèi)的控溫電偶2、標(biāo)準(zhǔn)電偶3、 1個被測電偶4分別利用低電勢掃描開關(guān)5的通道。實(shí)施例3本實(shí)施例與實(shí)施水利1內(nèi)容基本相同，其不同之處主要在于檢定爐1的結(jié)構(gòu)具體為井式結(jié)構(gòu)；低電勢掃描開關(guān)5所包含的通道數(shù)為16個；檢 定爐1內(nèi)的控溫電偶2、標(biāo)準(zhǔn)電偶3、14個被測電偶4分別利用低電勢掃描開關(guān)5的通道。
權(quán)利要求1.一種短型熱電偶校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述短型熱電偶校準(zhǔn)裝置具體針對的是長 度300mm以下、鎧裝結(jié)構(gòu)、感溫端直徑8 13mm的短型熱電偶；所述短型熱電偶校準(zhǔn)裝置構(gòu)成如下檢定爐(1)、控溫電偶O)、標(biāo)準(zhǔn)電偶(3)，其中控 溫電偶⑵和標(biāo)準(zhǔn)電偶⑶都設(shè)置在檢定爐(1)內(nèi)；檢定爐⑴的結(jié)構(gòu)具體為井式結(jié)構(gòu)；低電勢掃描開關(guān)(5)所包含的通道數(shù)為3 16個； 檢定爐⑴內(nèi)的控溫電偶O)、標(biāo)準(zhǔn)電偶(3)、1 14個被測電偶(4)分別利用低電勢掃描 開關(guān)(5)的通道；同時，所述短型熱電偶校準(zhǔn)裝置中還設(shè)置有用于輔助進(jìn)行溫度控制的溫控設(shè)備(6)。
2.按照權(quán)利要求1所述短型熱電偶校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述短型熱電偶校準(zhǔn)裝置 中所使用的低電勢掃描開關(guān)(5)具體為10通道，其寄生電勢為0.4μν。
3.按照權(quán)利要求2所述短型熱電偶校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述短型熱電偶校準(zhǔn)裝置 還滿足下述要求所述短型熱電偶校準(zhǔn)裝置中的溫控設(shè)備(6)具體采用智能ZWK型溫控儀；標(biāo)準(zhǔn)電偶(3)具體采用1支一等S型標(biāo)準(zhǔn)熱電偶，控溫電偶(2)具體為1支N型熱電 偶控溫；所述短型熱電偶校準(zhǔn)裝置中設(shè)置有六位半數(shù)字電壓表，其精度達(dá)到0. 01級；所述短型熱電偶校準(zhǔn)裝置中，參考端溫度采用零度恒溫器，恒溫技術(shù)參數(shù)精度為 O0C 士0. 1°C，穩(wěn)定度為 士0.05。
4.按照權(quán)利要求3所述短型熱電偶校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述檢定爐(1)的爐體高度為300mm，爐膛直經(jīng)Φ 80mm，允許插入深度150mm，插孔尺寸 Φ 13mmX 4mm。
專利摘要一種短型熱電偶校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述短型熱電偶校準(zhǔn)裝置具體針對的是長度300mm以下、鎧裝結(jié)構(gòu)、感溫端直徑8～13mm的短型熱電偶；所述短型熱電偶校準(zhǔn)裝置構(gòu)成如下檢定爐(1)、控溫電偶(2)、標(biāo)準(zhǔn)電偶(3)，其中控溫電偶(2)和標(biāo)準(zhǔn)電偶(3)都設(shè)置在檢定爐(1)內(nèi)；檢定爐(1)的結(jié)構(gòu)具體為井式結(jié)構(gòu)，檢定爐(1)內(nèi)還設(shè)置有用于分別連接控溫電偶(2)、標(biāo)準(zhǔn)電偶(3)、被測電偶(4)的低電勢掃描開關(guān)(5)，低電勢掃描開關(guān)(5)所包含的通道數(shù)為3～16個；同時，所述短型熱電偶校準(zhǔn)裝置中還設(shè)置有用于輔助進(jìn)行溫度控制的溫控設(shè)備(6)。
文檔編號G01K15/00GK201837486SQ20092024792
公開日2011年5月18日 申請日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月9日
發(fā)明者單純利, 李玉華, 楊小兵, 楊秀英 申請人:沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司