本實(shí)用新型涉及溫度傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種高熔點(diǎn)金屬或合金熱電偶。
背景技術(shù)：
熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一。其優(yōu)點(diǎn)是：（1）測量精度高：因熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。（2）測量范圍廣：常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續(xù)測量，某些特殊熱電偶最低可測到-269℃（如金鐵鎳鉻），最高可達(dá)+2800℃（如鎢-錸）。（3）構(gòu)造簡單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來非常方便。
熱電偶測溫基本原理是將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個(gè)閉合回路。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢，因而在回路中形成一個(gè)大小的電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類。標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級(jí)上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，一般也沒有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。
我國從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，并指定S、B、E、K、R、J、T（即分度號(hào)）七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我國統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶。熱電偶的結(jié)構(gòu)形式為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作，對它的結(jié)構(gòu)要求如下：①組成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固；②兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路；③補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠；④保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。
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。
周森安等人利用二硼化鋯復(fù)合陶瓷感溫元件、以二硼化鋯復(fù)合陶瓷材料作為保護(hù)管、鉑銠絲作為引線體、耐高溫絕緣填充材料、耐高溫絕緣陶瓷珠、接線盒和熱電信號(hào)轉(zhuǎn)換器。
有關(guān)報(bào)道顯示，鎢-鉬熱電偶測量范圍為0-2400℃，銥-銥銠熱電偶測量范圍為0-2100℃。
但是，上述列出的熱電偶和傳感器，僅有鎢錸熱電偶進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，市場上很難見到其他產(chǎn)品出售。因此，進(jìn)一步研究超高溫?zé)犭娕己统邷販囟葌鞲衅?，是十分迫切的?/p>
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的是提供一種高熔點(diǎn)金屬或合金熱電偶及其制作和溫度校正方法。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：
一種高熔點(diǎn)金屬或合金熱電偶，包括引線體、絕緣陶瓷片、保護(hù)管、穿線管及接線盒，所述保護(hù)管一端封閉一端開口，保護(hù)管自封閉端至開口端由耐高溫保護(hù)管和剛玉保護(hù)管組成，剛玉保護(hù)管套接在耐高溫保護(hù)管外，且剛玉保護(hù)管一端的內(nèi)壁與耐高溫保護(hù)管外壁之間設(shè)有耐高溫粘結(jié)劑層，剛玉保護(hù)管的另一端通過金屬管與接線盒密封連接，所述穿線管套設(shè)在引線體外，穿線管設(shè)置在保護(hù)管內(nèi)，且引線體一端伸出穿線管外設(shè)置在保護(hù)管封閉端底部，另一端伸出保護(hù)管外與接線盒內(nèi)的接線柱連接，絕緣陶瓷片設(shè)置在保護(hù)管封閉端底部與引線體端部之間。
所述引線體由引線體Ⅰ和引線體Ⅱ?qū)佣?，連接端設(shè)置在保護(hù)管封閉端底部，分開端分別與接線盒內(nèi)的接線柱連接。
所述引線體由鉑銠絲、銥絲、銥銠絲、鉬錸絲、鉿絲、銥鎢絲、鎢絲、錸絲、鉬絲或是銥、銠、鉬、錸、鉿、鎢的合金材料制成。
所述穿線管由氧化鋁陶瓷、氧化鎂陶瓷、氧化鋯陶瓷、氮化硼陶瓷、碳化鋯陶瓷、碳化硼陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷或碳化物陶瓷制成。
所述耐高溫保護(hù)管由二硼化鋯復(fù)合陶瓷、氧化鋁陶瓷、氧化鎂陶瓷、氧化鋯陶瓷、氮化硼陶瓷、硼化鋯陶瓷、碳化鋯陶瓷、碳化硼陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷、碳化物陶瓷、金屬鎢、金屬鉬或其合金制成。
所述絕緣陶瓷片為與保護(hù)管封閉端底部相貼合的弧面形。
本實(shí)用新型的有益效果：
本實(shí)用新型提供的高熔點(diǎn)金屬或合金熱電偶，利用高熔點(diǎn)金屬或合金制成的引線體作為熱電偶的感溫元件，以二硼化鋯復(fù)合陶瓷等超高溫陶瓷及剛玉作為熱電偶保護(hù)管，經(jīng)過溫度校正技術(shù)制作而成的熱電偶，可以測量2000-3000℃溫場的溫度；本實(shí)用新型提供的高熔點(diǎn)金屬或合金熱電偶制作方法工藝簡單、取材廣泛，適合大批量工業(yè)化生產(chǎn)；且所制得的熱電偶溫度校正方法簡單，方便實(shí)用。
附圖說明
圖1 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖標(biāo)記：1、絕緣陶瓷片，2、耐高溫保護(hù)管，3、耐高溫粘結(jié)劑層，4、剛玉保護(hù)管，5、穿線管，6、金屬管，7、引線體Ⅰ，8、引線體Ⅱ，9、接線柱，10、接線盒。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的闡述。
如圖所示：一種高熔點(diǎn)金屬或合金熱電偶，包括引線體、絕緣陶瓷片1、保護(hù)管、穿線管5及接線盒10，所述保護(hù)管一端封閉一端開口，保護(hù)管自封閉端至開口端由耐高溫保護(hù)管2和剛玉保護(hù)管4組成，剛玉保護(hù)管4套接在耐高溫保護(hù)管2外，且剛玉保護(hù)管4一端的內(nèi)壁與耐高溫保護(hù)管2外壁之間設(shè)有耐高溫粘結(jié)劑層3，剛玉保護(hù)管4的另一端通過金屬管6與接線盒10密封連接，所述穿線管5套設(shè)在引線體外，穿線管5設(shè)置在保護(hù)管內(nèi)，且引線體一端伸出穿線管外設(shè)置在保護(hù)管封閉端底部，另一端伸出保護(hù)管外與接線盒10內(nèi)的接線柱9連接，絕緣陶瓷片1設(shè)置在保護(hù)管封閉端底部與引線體端部之間；所述引線體由引線體Ⅰ7和引線體Ⅱ8對接而成，連接端設(shè)置在保護(hù)管封閉端底部，分開端分別與接線盒內(nèi)的接線柱連接；所述絕緣陶瓷片為與保護(hù)管封閉端底部相貼合的弧面形；所述引線體由鉑銠絲、銥絲、銥銠絲、鉬錸絲、鉿絲、銥鎢絲、鎢絲、錸絲、鉬絲或是銥、銠、鉬、錸、鉿、鎢的合金材料制成；所述穿線管由氧化鋁陶瓷、氧化鎂陶瓷、氧化鋯陶瓷、氮化硼陶瓷、碳化鋯陶瓷、碳化硼陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷或碳化物陶瓷制成；所述耐高溫保護(hù)管由二硼化鋯復(fù)合陶瓷、氧化鋁陶瓷、氧化鎂陶瓷、氧化鋯陶瓷、氮化硼陶瓷、硼化鋯陶瓷、碳化鋯陶瓷、碳化硼陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷、碳化物陶瓷、金屬鎢、金屬鉬或其合金制成。
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、碳化硅等作為添加材料，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?，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。
金屬鎢的熔點(diǎn)3421.85℃，密度19.1g/cm3；
金屬鉬的熔點(diǎn)2695℃，密度10.3g/cm3；
金屬銠的熔點(diǎn)1962.85℃，密度12.5g/cm3；
金屬錸的熔點(diǎn)3181℃，密度20.53g/cm3；
金屬鉿的熔點(diǎn)2230.85℃，密度13.3g/cm3；
金屬銥的熔點(diǎn)2410℃，密度22.42g/cm3。
一種如上所述的高熔點(diǎn)金屬或合金熱電偶的制作方法，包括以下步驟：
步驟一：首先根據(jù)溫度、使用環(huán)境、探頭材料的性能，選擇保護(hù)管材料，再根據(jù)所選材料的性能，通過傳統(tǒng)的注漿成型工藝、熱壓成型燒結(jié)工藝制作耐高溫保護(hù)管和剛玉保護(hù)管；
步驟二：將穿線管套設(shè)在引線體外；
步驟三：將絕緣陶瓷片固定在耐高溫保護(hù)管底部；
步驟四：將耐高溫保護(hù)管和剛玉保護(hù)管用耐高溫粘結(jié)劑粘合在一起，組成保護(hù)管；
步驟五：將套有穿線管的引線體插進(jìn)保護(hù)管內(nèi)；
步驟六：將金屬管密封連接在剛玉保護(hù)管與接線盒之間，將引線體的伸出端接至接線盒的接線柱上，蓋上接線盒。
測溫的原理為金屬或者合金探頭感測到溫度后，引線體的接觸點(diǎn)溫度升高，引線體的電性能隨著溫度的升高呈現(xiàn)線性變化，在通過智能儀表把電信號(hào)轉(zhuǎn)化為溫度顯示出來。
一種如上所述的高熔點(diǎn)金屬或合金熱電偶的溫度校正方法，以高精度紅外測溫儀為基準(zhǔn)，以輻射系數(shù)近似等于1的材料石墨作為標(biāo)準(zhǔn)試塊，比較校正高熔點(diǎn)金屬或合金作為感溫元件在不同溫度下的電參數(shù)，在一個(gè)高溫校溫試驗(yàn)爐內(nèi)的中心線兩側(cè)的水平線上，分別制作安裝孔，一個(gè)安裝高精度紅外測溫儀，另一個(gè)插入如上所述的熱電偶，熱電偶接線端接在電性能測試儀上，先測出溫度與電性能的對應(yīng)關(guān)系，再把電性能參數(shù)輸入儀表內(nèi)，儀表顯示出與高精度紅外測溫儀一致的溫度，在真空或惰性氣體條件下，理論上最高使用溫度可以達(dá)到3300℃。
本實(shí)用新型利用上述高熔點(diǎn)金屬或合金制作的熱電偶的感溫元件，以二硼化鋯復(fù)合陶瓷等超高溫陶瓷作為熱電偶保護(hù)管，經(jīng)過溫度校正技術(shù)制作而成的熱電偶，可以測量2000-3000℃溫場的溫度。