本發(fā)明涉及一種溫度傳感器，具體是一種陶瓷溫度傳感器及其控制裝置。

背景技術(shù)：

二硼化鋯復(fù)合陶瓷材料是指以二硼化鋯作為復(fù)合陶瓷的基體材料和碳化硅等添加材料，通過2000℃以上熱壓燒結(jié)或者常壓燒結(jié)的方法，制作而成的二硼化鋯復(fù)合陶瓷材料。研究文獻(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)超高溫陶瓷材料是一類具有較高熔點(diǎn)(＞3000℃)以及其他優(yōu)良性能的過渡金屬的硼化物和碳化物陶瓷材料。二硼化鋯作為超高溫陶瓷材料的一種，它具有高熔點(diǎn)、高硬度、良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料、耐火材料、電極材料以及核控制材料等領(lǐng)域中。但其脆性大，彎曲強(qiáng)度不高，高溫下易氧化等缺點(diǎn)，制約了其應(yīng)用范圍。為此，人們采用多種改進(jìn)手段開發(fā)不同類型的ZrB2基復(fù)合陶瓷；ZrB2-SiC復(fù)合陶瓷作為超高溫陶瓷材料的一種，它的耐氧化性得到了一定的提高，而且，已經(jīng)應(yīng)用于國(guó)防科技領(lǐng)域，取得了較好的抗氧化效果，基于ZrB2-SiC復(fù)合陶瓷材料具有高熔點(diǎn)、高硬度、良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性的特點(diǎn)?，F(xiàn)已有報(bào)道，ZrB2-SiC復(fù)合陶瓷材料，可以通過多種成型的方式來實(shí)現(xiàn)，可以在真空條件和氣氛條件下燒結(jié)而成。工業(yè)用鉑銠-鉑銠熱電偶(B型)的在空氣中的最高使用溫度為1800℃，雖然，鎢錸熱電偶在真空或者惰性氣體下的使用溫度可以達(dá)到2200℃以上，但是，由于鎢錸材料的抗氧化性較差，對(duì)氧含量較為敏感，試驗(yàn)中觀察到，當(dāng)惰性氣體有微量的氧氣，即使氧含量在(1～2)×10-6時(shí)，鎢錸熱電偶也會(huì)發(fā)生漂移。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種陶瓷溫度傳感器及其控制裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種陶瓷溫度傳感器及其控制裝置，包括硼化物復(fù)合陶瓷感溫元件、硼化物復(fù)合陶瓷保護(hù)管以及引線體，硼化物復(fù)合陶瓷感溫元件設(shè)置在硼化物復(fù)合陶瓷保護(hù)管內(nèi)，在硼化物復(fù)合陶瓷感溫元件與硼化物復(fù)合陶瓷保護(hù)管內(nèi)壁之間填充耐高溫絕緣材料，硼化物復(fù)合陶瓷感溫元件一端通過引線體引出，在引線體一端的硼化物復(fù)合陶瓷保護(hù)管端部設(shè)置有接線盒；所述控制裝置包括芯片U1、電阻R1、開關(guān)S1、繼電器K、熔斷器FU、電容C1和恒溫控制器ST1，所述熔斷器FU一端連接220V交流電一端，220V交流電另一端連接開關(guān)S1，開關(guān)S1另一端連接電阻R2，電阻R2另一端分別連接繼電器K觸點(diǎn)K-1、整流橋Q引腳1和加熱器H2，繼電器K觸點(diǎn)K-1另一端連接加熱器H1，加熱器H1另一端分別連接加熱器H2另一端、電阻R1、電容C1和恒溫控制器ST1，恒溫控制器ST1另一端連接熔斷器FU另一端，所述電阻R1另一端分別連接電容C1另一端和整流橋Q引腳1，整流橋Q引腳2分別連接電容C2、二極管D1負(fù)極、開關(guān)S2、電阻R3、二極管D3負(fù)極、芯片U1引腳8、繼電器K線圈、芯片U1引腳4和電阻R6，整流橋Q引腳4連接電阻R7，電阻R7另一端分別連接電容C2另一端、二極管D1正極、電阻R4、電容C3、芯片U1引腳1、電容C4和發(fā)光二極管D5負(fù)極，電容C3另一端分別連接電阻R4、電阻R5和二極管D2負(fù)極，二極管D2正極分別連接開關(guān)S2另一端、恒溫控制器ST2和芯片U1引腳6，恒溫控制器ST2另一端連接電阻R3另一端，芯片U1引腳7分別連接二極管D3正極和繼電器K線圈另一端，芯片U1引腳2連接電阻R5另一端，所述電阻R6另一端連接發(fā)光二極管D4正極，發(fā)生光二極管D4負(fù)極分別連接電阻R8和芯片U1引腳3，所述芯片U1型號(hào)為NE555。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述硼化物復(fù)合陶瓷感溫元件(6)為“U”形結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述硼化物復(fù)合陶瓷感溫元件為直棒形結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述的硼化物復(fù)合陶瓷感溫元件(6)由二硼化鋯復(fù)合陶瓷材料制成。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述的硼化物復(fù)合陶瓷感溫元件由二氧化鋯基材料制成。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述的硼化物復(fù)合陶瓷保護(hù)管(2)的材料由二硼化鋯復(fù)合陶瓷材料制成。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述的硼化物復(fù)合陶瓷保護(hù)管(2)的材料由二氧化鋯基材料制成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明不僅可以在氧化氣氛下 ( 空氣中 ) 使用到2000℃，而且，在真空和惰性氣體條件下，使用溫度理論上可以達(dá)到2800℃。

附圖說明

圖1為陶瓷溫度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為陶瓷溫度傳感器及其控制裝置中控制裝置的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

請(qǐng)參閱圖1～2，本發(fā)明實(shí)施例中，一種陶瓷溫度傳感器及其控制裝置，包括硼化物復(fù)合陶瓷感溫元件6、硼化物復(fù)合陶瓷保護(hù)管2以及引線體5，硼化物復(fù)合陶瓷感溫元件6設(shè)置在硼化物復(fù)合陶瓷保護(hù)管2內(nèi)，在硼化物復(fù)合陶瓷感溫元件6與硼化物復(fù)合陶瓷保護(hù)管2內(nèi)壁之間填充耐高溫絕緣材料1，硼化物復(fù)合陶瓷感溫元件6一端通過引線體引5出，在引線體5一端的硼化物復(fù)合陶瓷保護(hù)管2端部設(shè)置有接線盒3；所述控制裝置包括芯片U1、電阻R1、開關(guān)S1、繼電器K、熔斷器FU、電容C1和恒溫控制器ST1，所述熔斷器FU一端連接220V交流電一端，220V交流電另一端連接開關(guān)S1，開關(guān)S1另一端連接電阻R2，電阻R2另一端分別連接繼電器K觸點(diǎn)K-1、整流橋Q引腳1和加熱器H2，繼電器K觸點(diǎn)K-1另一端連接加熱器H1，加熱器H1另一端分別連接加熱器H2另一端、電阻R1、電容C1和恒溫控制器ST1，恒溫控制器ST1另一端連接熔斷器FU另一端，所述電阻R1另一端分別連接電容C1另一端和整流橋Q引腳1，整流橋Q引腳2分別連接電容C2、二極管D1負(fù)極、開關(guān)S2、電阻R3、二極管D3負(fù)極、芯片U1引腳8、繼電器K線圈、芯片U1引腳4和電阻R6，整流橋Q引腳4連接電阻R7，電阻R7另一端分別連接電容C2另一端、二極管D1正極、電阻R4、電容C3、芯片U1引腳1、電容C4和發(fā)光二極管D5負(fù)極，電容C3另一端分別連接電阻R4、電阻R5和二極管D2負(fù)極，二極管D2正極分別連接開關(guān)S2另一端、恒溫控制器ST2和芯片U1引腳6，恒溫控制器ST2另一端連接電阻R3另一端，芯片U1引腳7分別連接二極管D3正極和繼電器K線圈另一端，芯片U1引腳2連接電阻R5另一端，所述電阻R6另一端連接發(fā)光二極管D4正極，發(fā)生光二極管D4負(fù)極分別連接電阻R8和芯片U1引腳3，所述芯片U1型號(hào)為NE555。所述硼化物復(fù)合陶瓷感溫元件6為“U”形結(jié)構(gòu)。所述硼化物復(fù)合陶瓷感溫元件為直棒形結(jié)構(gòu)。所述的硼化物復(fù)合陶瓷感溫元件6由二硼化鋯復(fù)合陶瓷材料制成。所述的硼化物復(fù)合陶瓷感溫元件由二氧化鋯基材料制成。所述的硼化物復(fù)合陶瓷保護(hù)管2的材料由二硼化鋯復(fù)合陶瓷材料制成。所述的硼化物復(fù)合陶瓷保護(hù)管2的材料由二氧化鋯基材料制成。

本發(fā)明主要包括硼化物復(fù)合陶瓷感溫元件6、硼化物復(fù)合陶瓷保護(hù)管2以及引線體5，硼化物復(fù)合陶瓷感溫元件6設(shè)置在硼化物復(fù)合陶瓷保護(hù)管2內(nèi)，在硼化物復(fù)合陶瓷感溫元件與硼化物復(fù)合陶瓷保護(hù)管內(nèi)壁之間填充耐高溫絕緣材料1，硼化物復(fù)合陶瓷感溫元件6一端通過引線體5引出，在引線體5一端的硼化物復(fù)合陶瓷保護(hù)管端部設(shè)置有接線盒3及引線柱4。所述的硼化物復(fù)合陶瓷感溫元件為“U”形或直棒形結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例采用“U”形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所述的硼化物復(fù)合陶瓷感溫元件6可由二硼化鋯復(fù)合陶瓷材料制成，也可用二氧化鋯基材料制成。本實(shí)施例采用二硼化鋯復(fù)合陶瓷材料制成。所述的硼化物復(fù)合陶瓷保護(hù)管的材料由二硼化鋯復(fù)合陶瓷材料制成，也可由二氧化鋯基材料制成。本實(shí)施例采用二硼化鋯復(fù)合陶瓷材制成。所述的引線體5為鉑銠絲，也可以為其他導(dǎo)電陶瓷。

制作方法：以二硼化鋯復(fù)合陶瓷材為例，首先把二硼化鋯復(fù)合陶瓷材料制作成“U”形感溫器，“U”形感溫器的長(zhǎng)度可以根據(jù)用戶需要制作，“U”形感溫器的兩根柱可以是圓形也可以是方形，兩根柱之間寬度為3-10mm，兩根柱底部的半球狀或者方柱體連接在一起，連接的方式可以是螺絲型連接，也可以固化在一起?！癠”形感溫器的頂端制作一個(gè)螺絲孔，引線體焊接在同種材質(zhì)的螺絲上，引線體通過螺絲和螺絲孔固定相連，或者通過焊接相連，引線體上穿上陶瓷珠和感溫器一起放置在保護(hù)管內(nèi)，感溫器和保護(hù)管之間填充耐高溫絕緣填充材料并封好保護(hù)管口，保護(hù)管可以直接和接線盒相連，也可以用其他陶瓷管增加長(zhǎng)度后在和接線盒相連，兩根引線體5的另一端接在接線柱4上，二硼化鋯復(fù)合陶瓷溫度傳感器和熱電信號(hào)轉(zhuǎn)換器相接。

本發(fā)明電路原理如下：接通220V交流電源電壓后，主要經(jīng)電阻R1、電容C1降壓，電阻R2限流，整流橋Q整流，電容C1濾波，以及二極管D1穩(wěn)壓，形成12V直流電壓，加到NE555的8腳與1腳上，為單時(shí)基集成電路NE555提供直流工作電壓。同時(shí)，12V電壓經(jīng)串聯(lián)的電阻R3、恒溫控制器ST2、二極管D2和電阻R4分壓后，分別加到NE555的5腳與2腳，使NE555的6腳與2腳為高電壓，于是控制NE555輸出端的3腳和放電端7腳為低電壓，NE555的7腳的低電壓使繼電器K線圈加上12V電源電壓，繼電器K線圈得電后觸點(diǎn)K-1吸合，又將220V電源電壓加到加熱器H1上，使熱水器加熱燒水，同時(shí)，因NE555的3腳為低電壓，又使紅色發(fā)光管D4正向?qū)c(diǎn)亮，指示熱水器工作在燒水狀態(tài)。當(dāng)熱水器內(nèi)水溫升高到100℃時(shí)，100℃的KSD201型恒溫控制器ST2的內(nèi)阻自動(dòng)變?yōu)楹艽?，相?dāng)于一個(gè)開關(guān)自動(dòng)斷開，于是NE555的2腳、6腳失去電壓，又使NE555內(nèi)電路翻轉(zhuǎn)，NE5553腳、7腳便由原來輸出的低電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠妷?，這時(shí)繼電器K線圈就無電流通過，其觸點(diǎn)K-1端口，加熱器H1便失去了220V電源電壓而停止加熱。這時(shí)的熱水器就靠加熱器H2繼續(xù)給水加熱，以維持水的溫度。當(dāng)NE555的3腳輸出為高電壓時(shí)，紅色發(fā)光二極管4就失去電壓而截止，綠色發(fā)光二極管D5則通過電阻R7正偏得電，于是綠色發(fā)光二極管D5點(diǎn)亮發(fā)出綠光，指示熱水器工作在保溫的狀態(tài)。如果需要，在水溫降低后還可按一下再燒水(再沸騰)開關(guān)S2，即可人工啟動(dòng)電路再燒水，使水溫又升高。這時(shí)，12V電源便通過二極管D2向電容C3進(jìn)行瞬間充電，同時(shí)使NE555的2腳、5腳再次為高電壓，NE555內(nèi)部電路又翻轉(zhuǎn)使其3腳、7腳再次輸出低電壓，繼電器K線圈也再次得電使其觸點(diǎn)K-1吸合。在進(jìn)行人工控制后，又給熱水器內(nèi)加熱器H1再次加熱，與此同時(shí)，電容C3通過電阻R4放電，使NE555的2腳電壓下降，約經(jīng)過50秒鐘(放電時(shí)間取決于C3和R4)，在NE555的2腳電壓下降到電源電壓的三分之一時(shí)，NE555內(nèi)部電路再次翻轉(zhuǎn)，其3腳、7腳又轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵龈唠妷?，繼電器K觸點(diǎn)K-1，加熱器H1停止加熱。在熱水器中加熱器H1間斷得電加熱時(shí)，加熱器H2始終通電加熱。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。