專利名稱：：氧化鋯溫度傳感器的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于溫度測量用傳感器，主要涉及一種超高溫180(TC以上氧化條件下使用的氧化鋯溫度傳感器，也稱為氧化鋯熱電偶。技術背景目前，各種測溫儀表中，用于160(TC以上的溫度傳感器主要詳見下表儀器名稱型號型號測溫范圍廣C使用條件<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>從上表可以看出用于氧化條件下18ocrc的熱電偶，有雙鉬銠熱電偶。鉑銠-鉑銠熱電偶使用的最高溫度范圍為0-180(TC，實際上，市場上出售的雙鉑銠熱電偶的長期使用溫度，一般在165(TC以下。市場上沒有發(fā)現(xiàn)在氧化條件下能測定,1800。C以上的接觸式測溫元件。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種溫度傳感器和氧化鋯熱電偶，使其可以在氧化條件下直接測量1200°C-210(TC的溫度。本發(fā)明'的目的可采用如下技術方案實現(xiàn)其是將氧化鋯制品作為其一極，耐高溫導電制品作為另一極，兩者之間設置耐高溫絕緣體，上述的氧化鋯制品、耐高溫導電制品和耐高溫絕緣體固化為一體，并在氧化鋯制品和耐高溫導電制品上分別設置引線體。本發(fā)明的理論基礎為眾說周知，不同材料的兩根導線互相焊接起來，將此焊點置于被測溫度下，兩導線的另一端便可以出現(xiàn)電動勢，其值與被測溫度又確定的關系，這種溫度傳感器就稱為熱電偶。熱電偶是溫度傳感器的一種。氧化鋯.(Zr02)的相對分子質量123.2,真空密度5.68g/cm3、熔點為2670°C,莫氏硬度為6.5度，20-IOO(TC的平均線膨脹系數(shù)為10X10"7°C，1000。C熱導率為2.3W/(m.k)，氧化鋯陶瓷制品的耐壓強度可達2100MPa。氧化鋯制品接近酸性耐火材料，對酸性或中性爐渣具有良好的抗侵蝕性。在氧化條件下，使用十分穩(wěn)定。氧化鋯發(fā)熱元件(高溫部分)的電阻系數(shù)與溫度，在120(TC-200(TC范圍內，各種元件的電阻變化在4-19之間成線性關系。發(fā)熱元件高溫部分的表面溫度與電流密度成線性關系。當電路總電流8-9A時截面積為0.2cnf的發(fā)熱元件的電流密度為40A/cm2，溫度可達到2000。C，爐子的功率消耗為1.0-1.5KW。從以上可以看出，氧化鋯發(fā)熱元件在1200°C-210(TC之間，在氧化條件下的電阻系數(shù)，電流密度，消耗功率和爐膛溫度之間呈現(xiàn)線性關系。氧化鋯發(fā)熱元件是由氧化鋯和穩(wěn)定劑混合成的，在IIO(TC以下不導電，在120CTC-210(rC之間成為導體。這種線性關系為通過120(TC-210(TC之間測定其電阻系數(shù)或電流密度，消耗功率與爐膛溫度的線性關系，達到實現(xiàn)測定被測量環(huán)境溫度的目的，提供了堅實的理論基礎。本發(fā)明正是利用氧化鋯發(fā)熱元件在1200'C-210(TC之間的上述特性制成的熱電偶，熱電轉化器，把電阻或電流信號轉變成模擬信號或數(shù)字信號，這種數(shù)字信號，可直接與智能儀表相連接，顯示出設定溫度和測量溫度，達到了在氧化條件下直接測量120CTC-210(TC的目的。需要溫度變化時，再通過儀表反饋給加熱元件，達到控制環(huán)境溫度的目的。.附圖1為本發(fā)明的實施例結構示意圖。圖中1、引線體，2、引線體，3、粉狀氧化鎂，4、氧化鋯陶瓷管，5、氧化鋯棒。具體實施方式結合附圖，說明本發(fā)明的具體實施例。實施例1:利用氧化鋯發(fā)熱元件在1200°C-210(TC之間，在氧化條件下的電阻系數(shù)，電流密度，消耗功率和爐膛溫度之間呈現(xiàn)線性關系這一原理。制作成氧化鋯溫度傳感器如圖l所示，氧化鋯溫度傳感器的一極采用含有一定穩(wěn)定劑的氧化鋯固熔體做成一頭封口一頭開口的氧化鋯陶瓷管4，另一極也采用含有一定穩(wěn)定劑的氧化鋯固熔體做成為直徑為G10-15mm的氧化鋯棒5，氧化鋯棒5作為耐高溫導電制品其位于氧化鋯陶瓷管4中，兩者底部固化為一體。氧化鋯溫度傳感器的氧化鋯陶瓷管和氧化鋯棒兩端都可以設置導電引線體。氧化鋯陶瓷管4和氧化鋯棒5之間有約8-15mm厚的空隙，空隙間填充粉狀氧化鎂3作為絕緣體，在氧化鋯陶瓷管的上端設置一引線體2，在氧化鋯棒上安裝一個引線體1，引線體1和引線體2分別成為氧化鋯溫度傳感器的兩個接線電極。如果在引線體一端增加一些為了牢固、攜帶方便用的其他裝置，氧化鋯溫度傳感器的電極部分就算做成了。在超過,120(TC的熱狀態(tài)下，氧化鋯溫度傳感器的兩端，產(chǎn)生的電阻或電流密度或消耗功率與溫度之間的成線性關系，通過熱電轉化器(市售產(chǎn)品，其為成熟技術)，把電阻或電流信號轉變成模擬信號或數(shù)字信號，這種數(shù)字信號，可直接與智能儀表相連接，顯示出設定溫度和測量溫度，需要溫度變化時，在通過儀表反饋給加熱元件，達到控制環(huán)境溫度的目的。實施例2:將上述實施例1中氧化鋯陶瓷管4中的氧化鋯棒5換成鉻酸鑭(鉻酸鍶鑭)棒，兩者之間的聯(lián)結點在高溫下固化為一體，兩端可設置導電引線體，用粉狀氧化鎂3做為絕緣體填料，其可作為另一種形式的氧化鋯溫度傳感器，也可稱為氧化鋯熱電偶。實施例3:將實施例1中的氧化鋯陶瓷管4用鉻酸鑭(鉻酸鍶鑭)陶瓷管代替作為耐高溫導電制品，用氧化鋯棒作為氧化鋯制品，兩者之間的聯(lián)結點在高溫下固化為一體，兩端可設置導電引線體，兩者之間用粉狀氧化鎂3做為絕緣體填料，其可作為另一種形式的氧化鋯熱電偶。由于氧化鋯陶瓷材料在室溫到IIO(TC之間不導電，氧化鋯溫度傳感器在IIO(TC以下時，無法進行溫度測量，因此，氧化鋯溫度傳感器只能用來測量120(TC以上的高溫段的溫度，若需從室溫到210(TC的全程測量時，需要用鉑銠熱電偶配合使用，有時，也需要用雙鉑銠熱電偶和紅外測溫儀來校正氧化鋯熱電偶。權利要求1.一種氧化鋯溫度傳感器，其特征是其是將氧化鋯制品作為其一極，耐高溫導電制品作為另一極，兩者之間設置耐高溫絕緣體，上述的氧化鋯制品、耐高溫導電制品和耐高溫絕緣體固化為一體，并在氧化鋯制品和耐高溫導電制品上設置引線體。2、根據(jù)權利要求書1所述的氧化鋯溫度傳感器，其特征是氧化鋯制品為一頭封口一頭開口的氧化鋯陶瓷管(4)，耐高溫導電制品為氧化鋯棒(5)，其位于氧化鋯陶瓷管(4)中，氧化鋯陶瓷管(4)和氧化鋯棒(5)固化為一體，氧化鋯棒(5)與氧化鋯陶瓷管(4)之間填充粉狀氧化鎂(3)作為絕緣體，在氧化鋯陶瓷管(4)的上端設置一引線體(2)，氧化鋯棒(5)上設置引線體(1)。3、根據(jù)權利要求書1所述的氧化鋯溫度傳感器，其特征是氧化鋯制品為一頭封口一頭開口的氧化鋯陶瓷管(4)，耐高溫導電制品為鉻酸鑭或鉻酸鍶鑭棒，其位于氧化鋯陶瓷管(4)中，鉻酸鑭或鉻酸鍶鑭棒與氧化鋯陶瓷管(4)之間填充粉狀氧化鎂(3)作為絕緣體，在氧化鋯陶瓷管(4)的上端設置一引線體(2)，鉻酸鑭或鉻酸鍶鑭棒設置引線體(1)。4、根據(jù)權利要求書1所述的氧化鋯溫度傳感器，其特征是耐高溫導電制品為一頭封口一頭開口的鉻酸鑭或鉻酸鍶鑭陶瓷管，氧化鋯制品為氧化鋯棒，其位于鉻酸鑭或鉻酸鍶鑭陶瓷管中，氧化鋯棒與鉻酸鑭或鉻酸鍶鑭陶瓷管之間填充粉狀氧化鎂作為絕緣體，在鉻酸鑭或鉻酸鍶鑭陶瓷管的上端設置一引線#:，在氧化鋯棒上設置引線體。全文摘要本發(fā)明公開了一種氧化鋯溫度傳感器，其是將氧化鋯制品作為其一極，耐高溫導電制品作為另一極，兩者之間設置耐高溫絕緣體，上述的氧化鋯制品、耐高溫導電制品和耐高溫絕緣體固化為一體，并在氧化鋯制品和耐高溫制品上設置引線體。本發(fā)明是利用氧化鋯發(fā)熱元件在1200℃-2100℃之間，其電阻系數(shù)或電流密度，消耗功率與爐膛溫度成線性關系的上述特性和不同材料的兩根導線互相焊接起來，兩導線的另一端便可以出現(xiàn)電動勢，其值與被測溫度又確定的關系制成的氧化鋯溫度傳感器。把電阻或電流信號轉變成模擬信號或數(shù)字信號，其直接與智能儀表相連接，顯示出設定溫度和測量溫度，達到了在氧化條件下直接測量1200℃-2100℃的目的。文檔編號G01K7/02GK101281065SQ20071005418公開日2008年10月8日申請日期2007年4月6日優(yōu)先權日2007年4月6日發(fā)明者吳愛軍,周森安,張玉清,耿可明,郭進武申請人:洛陽市西格馬儀器制造有限公司