專利名稱：溫度測(cè)量棒的制作方法
溫度測(cè)量棒
發(fā)明描述
本發(fā)明涉及一種溫度測(cè)量豐奉，其旨在用于在超高溫度下熔融的耐 火材料之中。
這樣的棒應(yīng)能耐受所達(dá)到的高溫，以及在某些玻璃體中存在的通 常很強(qiáng)的腐蝕性，而且在熔融物質(zhì)及從其散發(fā)出的氣氛中保持完好。 含有這種熔融物質(zhì)的坩堝常被冷卻以通過(guò)在坩堝的內(nèi)壁上形成一層 凝固物質(zhì)的硬殼來(lái)使這些坩堝免受這些惡劣條件，該硬殼比熔融物質(zhì) 冷且比熔融物質(zhì)腐蝕性弱，但其阻止了在坩堝的內(nèi)壁上測(cè)量溫度。因 此人們借助于具有足夠長(zhǎng)度的棒，該棒可以被伸進(jìn)溶解物質(zhì)的槽中， 且該棒包括溫度測(cè)量傳感器。
這種棒本身應(yīng)能耐受所達(dá)到的溫度及腐蝕?？蓪⑵錁?gòu)造成中空的 軸，其中有冷卻水流動(dòng)，以使它們避免與熔融物質(zhì)(如在坩堝中)直 接接觸。但冷卻不能延伸到測(cè)量傳感器所在的棒末端，以避免使該傳
感器無(wú)效。文獻(xiàn)GB 1 120 547描述了一種這樣的高溫測(cè)量棒，其包括 通過(guò)螺紋固定在一皮冷卻軸的末端上的實(shí)心套管(embout)。測(cè)量熱電 偶在設(shè)于該套管中心的孔中延伸。中間溫度位于通過(guò)冷卻水達(dá)到的溫 度和要測(cè)量的該套頭的外部溫度之間，這允許在經(jīng)過(guò)合適的校準(zhǔn)之后 對(duì)外部溫度進(jìn)行測(cè)量。由于所有具有構(gòu)造長(zhǎng)棒所需剛性的已知材料均 對(duì)該過(guò)高溫度敏感，因此該套管依然受腐蝕影響。
因此本發(fā)明的目的在于構(gòu)造一種溫度測(cè)量棒，其能夠同時(shí)承受高 溫和腐蝕。該桿具有已知的結(jié)構(gòu)，中空且被冷卻，但因具有由不同材 料構(gòu)成的套管而與其他進(jìn)行測(cè)量的棒不同，就腐蝕因素而言，該材料 是比軸材料更為貴重的材料。因此，該套管能夠耐受其碰到那些情況 而無(wú)需^f皮冷卻，這允許無(wú)需經(jīng)常更換該套管而利用設(shè)于套管中的傳感器進(jìn)行測(cè)量。
應(yīng)當(dāng)補(bǔ)充的是，筒單地更換該套管的材料不足以產(chǎn)生令人滿意的 結(jié)果，因?yàn)樵谠撎坠芎洼S之間具有通過(guò)熔融槽內(nèi)的物質(zhì)而建立的電化 學(xué)相互作用，即使有冷卻該電化學(xué)相互作用也會(huì)對(duì)軸造成腐蝕。因此 應(yīng)該采用這些附加布置。具體而言，該套管和軸#_同心地布置，由對(duì) 電絕緣的圓形襯墊隔開(kāi)，這二者通過(guò)緊固裝置彼此按壓。該襯墊切斷 了造成腐蝕的電化學(xué)回路。襯墊暴露在棒的外部，但是由于軸的冷卻 而不會(huì)受環(huán)境溫度的影響，這在軸上覆蓋了一層保護(hù)性固體物質(zhì)的硬 殼。該緊固裝置使襯墊可插入而無(wú)需螺紋連接，或使得在棒的剛性構(gòu) 件(即桿和套管)之間的任何直接連接成為可能。
若軸由不銹鋼構(gòu)成，襯墊由氧化鋁構(gòu)成，且套管的材料為金屬材 料，尤其是從鉑、鉑合金、鉑族金屬、銥或鉬中選擇的材料，則該棒 可提供良好的耐受性。
一種在軸和套管之間形成穩(wěn)固連接并避免出現(xiàn)間隙的構(gòu)造該棒 的良好方式是使用由兩個(gè)半部分組成的軸，所述兩個(gè)半部分由緊固 裝置接合在套管和襯墊周圍。軸的兩個(gè)半部分中的每一部分可包括單 獨(dú)的冷卻通道，這避免了對(duì)密封性有害的任何沿所述兩個(gè)半部分布置 的冷卻導(dǎo)管的連接。
如果軸包括凸緣，且軸的兩半包括具有凸緣的外殼凹槽的兩半， 則套管到軸的連接會(huì)更加穩(wěn)固，因?yàn)樘坠艿陌纬?支排除了，襯墊絕緣 層也在該凹槽中延展。
最后可以有利地在套管和傳感器之間，在套管的內(nèi)部圍繞該傳感
器布置絕緣村墊，也就是說(shuō)該襯墊形成電氣上的中斷如果該套管是 細(xì)長(zhǎng)形狀的話，還可以由此防止傳感器過(guò)熱。
繼續(xù)參考

圖1和圖2描述本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，圖1是該棒 的軸向剖面視圖，而圖2是該軸的橫向剖面圖。該棒包括位于后表面 2處的具有大的長(zhǎng)度的軸1,從其后表面2伸出用于供應(yīng)和排出冷卻 水的導(dǎo)管和溫度測(cè)量熱電偶的導(dǎo)線。軸1是中空的，并^f皮分成對(duì)稱的兩個(gè)半部分3，如圖2示出，其中這兩個(gè)半部分3的結(jié)合面由標(biāo)號(hào)4 表示。兩個(gè)半部分3中的每一個(gè)均主要由通過(guò)水冷卻的管路占據(jù)，且 包括供水部分和與之平行的排水部分，它們?cè)谙旅嬖谒?中連接在 一起。回路的管道5靠貼在型3空7上(型腔7補(bǔ)充地形成兩個(gè)半部分 3的內(nèi)壁)，并靠在三角形楔塊8上，楔塊8在管道之間延伸，管道 彼此之間又相互接觸。如此獲得了緊湊而穩(wěn)定的布置。熱電偶9的導(dǎo) 線在四個(gè)管道之間穿過(guò)并依靠在它們之上。軸l由不銹鋼構(gòu)成。
軸1的底座包4舌下部的凹陷10,其由內(nèi)凸緣和凹槽12組成，凹 槽12^皮兩個(gè)半部分3分開(kāi)，位于凸緣ll的上方。軸l的兩個(gè)半部分 3的某些內(nèi)表面支撐著作為襯里布置的氧化鋁襯墊這是有凹陷10的 情況，在這種情況下村里由標(biāo)號(hào)13表示，而在結(jié)合面4上其由標(biāo)號(hào) 14表示。
將要談及的套管由標(biāo)號(hào)15表示。
它包括外套部分16和內(nèi)套部分17,外套部分16呈手套的套指狀， 由抗腐蝕的鉑或其他金屬或貴金屬合金制成，內(nèi)套部分17即氧化鋁 襯墊形狀也呈手套套指狀，且其中心空腔由熱電偶9的末端占據(jù)。此 外，外套部分16包括接合在凹槽12中的凸緣18。該凸緣18從不直 接到達(dá)軸1的正面，而總是位于氧化鋁村墊13的前面，該坤十墊為圓 形并整個(gè)地包圍套管15,這完全切斷了與軸1的電氣連接。兩個(gè)半部 分3通過(guò)保持氧化鋁襯墊13的夾緊用焊點(diǎn)19連接在一起。
冷卻水在軸1的周圍和下方形成凝固物質(zhì)的硬殼20，其覆蓋氧化 鋁的襯墊13和14以保護(hù)它們免于熔化。該優(yōu)點(diǎn)得益于一直延伸到軸 1和套管15的連接處的冷卻回路5，彎頭6靠近凹陷10。熱電偶9承 受幾乎不受冷卻影響的溫度。套管15在軸1中的緊固通過(guò)將凸緣11 按壓在內(nèi)套部分16上實(shí)現(xiàn)，并由凹槽12中的凸緣18確保其得以維 持。
權(quán)利要求
1.溫度測(cè)量棒，包括位于所述棒的套管(15)內(nèi)的傳感器(9)；連接到所述套管上的軸(1)，所述桿為中空并被冷卻，其特征在于，考慮到對(duì)所述軸的腐蝕，所述套管外部由較貴的材料構(gòu)成，所述軸與所述套管同心，由電氣絕緣的圓形襯墊(13，14)隔開(kāi)，并且所述軸和所述套管通過(guò)緊固裝置(19)經(jīng)由所述襯墊彼此按壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度測(cè)量棒，其特征在于所述軸為鋼 材，所述襯墊為氧化鋁，并且所述套管的材料從以下材料中選擇鉑， 鉑合金，柏族金屬，銥或者鉬。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溫度測(cè)量棒，其特征在于所述軸 由通過(guò)緊固裝置在所述套管和所述村墊周圍接合的兩個(gè)半部分(3)構(gòu) 成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的溫度測(cè)量棒，其特征在于所述軸的兩 個(gè)半部分的每個(gè)半部分均包括單獨(dú)的冷卻通道。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的溫度測(cè)量棒，其特征在于所述套管包 括凸緣(18)，所述軸的兩個(gè)半部分(3)包括凸緣殼體凹槽(12)的兩個(gè)半 部分，以及在所述凹槽中延伸的襯墊。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的溫度測(cè)量棒，其特征在于 所述套管在內(nèi)部包括圍繞所述內(nèi)部傳感器(9)的絕緣內(nèi)套(17)。
全文摘要
溫度測(cè)量棒由以下部件組成并包括剛性軸(1)，其被冷卻以免于腐蝕和熔化；套管(15)，其在所述棒的末端容納熱電偶(9)，并且套管由抗腐蝕、抗高熔點(diǎn)溫度的貴金屬構(gòu)成。在兩種金屬之間布置有氧化鋁襯里(13)，用于切斷它們之間產(chǎn)生腐蝕的電化學(xué)相互作用。
文檔編號(hào)G01K1/08GK101317077SQ200680044131
公開(kāi)日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2006年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月30日
發(fā)明者J·-F·霍爾貝奎, J·拉康比, P·布魯恩, V·佩特讓 申請(qǐng)人:阿雷瓦 Nc 公司;法國(guó)原子能委員會(huì)