該技術(shù)屬于高溫爐領(lǐng)域，具體涉及一種用于校準(zhǔn)異型高溫溫度傳感器的高溫爐。

背景技術(shù)：

對(duì)于高超音速飛行器來(lái)說(shuō)，由于氣動(dòng)加熱的增加，對(duì)飛行器的結(jié)構(gòu)與材料提出了新挑戰(zhàn)。為保障飛行器結(jié)構(gòu)及材料的性能，在科研生產(chǎn)及試驗(yàn)過(guò)程中，某些飛行器應(yīng)用專(zhuān)用超高溫溫度傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)過(guò)程溫度參數(shù)，這對(duì)此類(lèi)高溫溫度傳感器的計(jì)量保障也提出了新要求。由于此類(lèi)溫度傳感器其結(jié)構(gòu)必須與相關(guān)設(shè)備匹配，結(jié)構(gòu)多為異型，且測(cè)溫敏感部分長(zhǎng)度一般很短，無(wú)法放入現(xiàn)有的校準(zhǔn)裝置的恒溫區(qū)。

在此類(lèi)異型高溫溫度傳感器校準(zhǔn)方面，國(guó)內(nèi)有單位應(yīng)用真空黑體爐來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)，由于該類(lèi)溫度傳感器結(jié)構(gòu)尺寸較小，在真空黑體爐中校準(zhǔn)由溫場(chǎng)的不均勻性引入的測(cè)量不確定度較大，且隨著溫度測(cè)量上限的提升，引入的不確定度也相應(yīng)增大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：提供一種用于校準(zhǔn)異型高溫溫度傳感器的高溫爐，克服結(jié)構(gòu)異型的高溫溫度傳感器校準(zhǔn)的難題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種用于校準(zhǔn)異型高溫溫度傳感器的高溫爐，其為圓柱形，最上層為爐殼，在其左右端為水冷電極，水冷電極上方為水嘴A，水嘴A可用于進(jìn)水，在水嘴A的內(nèi)側(cè)為法蘭與耐熱法蘭，而在法蘭與耐熱法蘭中間部分為外保溫層，在法蘭的上部固定絕熱墊圈，在耐熱法蘭上方為水嘴B；在耐熱法蘭的內(nèi)側(cè)為內(nèi)保溫層，在內(nèi)保溫層的中心為標(biāo)準(zhǔn)輻射溫度計(jì)測(cè)溫孔，從標(biāo)準(zhǔn)輻射溫度計(jì)測(cè)溫孔可檢測(cè)溫度，而在內(nèi)保溫層的下方為石墨屏蔽層，在石墨屏蔽層的下方為石墨管；在整個(gè)高溫爐的下部中心樹(shù)脂安裝水冷套筒，而在水冷套筒上方為被校傳感器固定端子，其可用于固定被校傳感器。

在法蘭的上部通過(guò)六角螺栓固定絕熱墊圈。

石墨屏蔽層共有兩層。

本發(fā)明的顯著效果在于：可實(shí)現(xiàn)異型高溫溫度傳感器在3200K超高溫下靜態(tài)校準(zhǔn)的難題。該高溫爐可實(shí)現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)：1)控溫范圍：1000K～3200K；2)溫度均勻度：0.3％；3)溫度波動(dòng)度：0.1％/5min。。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述的一種用于校準(zhǔn)異型高溫溫度傳感器的高溫爐示意圖

圖中：1-水冷電極；2-水嘴A；3-法蘭；4-外保溫層；5-六角螺栓；6-絕熱墊圈；7-耐熱法蘭；8-水嘴B；9-爐殼；10-內(nèi)保溫層；11-標(biāo)準(zhǔn)輻射溫度計(jì)測(cè)溫孔；12-石墨屏蔽層；13-石墨管；14-水冷套筒；15-被校傳感器固定端子。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

一種用于校準(zhǔn)異型高溫溫度傳感器的高溫爐，其為圓柱形，最上層為爐殼9，在其左右端為水冷電極1，水冷電極1上方為水嘴A2，水嘴A2可用于進(jìn)水，在水嘴A2的內(nèi)側(cè)為法蘭3與耐熱法蘭7，而在法蘭3與耐熱法蘭7中間部分為外保溫層4，在法蘭3的上部通過(guò)六角螺栓5固定絕熱墊圈6，在耐熱法蘭7上方為水嘴B8；在耐熱法蘭7的內(nèi)側(cè)為內(nèi)保溫層10，在內(nèi)保溫層10的中心為標(biāo)準(zhǔn)輻射溫度計(jì)測(cè)溫孔11，從標(biāo)準(zhǔn)輻射溫度計(jì)測(cè)溫孔11可檢測(cè)溫度，而在內(nèi)保溫層10的下方為石墨屏蔽層12，石墨屏蔽層12共有兩側(cè)，在石墨屏蔽層12的下方為石墨管13；在整個(gè)高溫爐的下部中心樹(shù)脂安裝水冷套筒14，而在水冷套筒14上方為被校傳感器固定端子15，其可用于固定被校傳感器。

高溫爐為異型高溫溫度傳感器的校準(zhǔn)提供均勻穩(wěn)定的溫度場(chǎng)，其加熱部分為石墨加熱管。該高溫爐的溫度上限為3200K，石墨加熱管的材料選用高純石墨，石墨外壁涂有熱解涂層，可有效防止石墨在高溫下的氧化，從而延長(zhǎng)其使用壽命。石墨加熱管通過(guò)加熱電極進(jìn)行溫度控制，在石墨加熱管內(nèi)形成穩(wěn)定均勻的溫度場(chǎng)，被校準(zhǔn)溫度傳感器通過(guò)石墨加熱管外部固定端子進(jìn)行固定，測(cè)溫部分置于石墨加熱管恒溫區(qū)，標(biāo)準(zhǔn)輻射溫度計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量窗口進(jìn)行測(cè)量。由于物體都存在熱脹冷縮的性質(zhì)，石墨加熱管的體積在高溫時(shí)會(huì)存在一定的膨脹，為防止高溫環(huán)境下石墨漲裂，石墨加熱管兩端制成外錐體，加熱電極接頭制成內(nèi)錐體，內(nèi)外錐面配合。石墨加熱管錐體部分設(shè)計(jì)有槽口，通過(guò)槽口的開(kāi)合來(lái)補(bǔ)償石墨加熱管高溫膨脹產(chǎn)生的形變。

在高溫下，石墨加熱管的熱輻射是一個(gè)不可忽視的問(wèn)題，為防止熱輻射，同時(shí)也有助于爐溫的穩(wěn)定性和溫場(chǎng)的均勻性，石墨加熱管外部裝有石墨屏蔽層和保溫層。保溫層應(yīng)用多層耐高溫、低導(dǎo)熱系數(shù)的石墨纖維氈，有效減少石墨加熱管熱量損失。

加熱電極內(nèi)部有冷卻液循環(huán)，通過(guò)冷卻系統(tǒng)降溫，使加熱電極工作時(shí)表面溫度不超過(guò)50℃，保證其正常工作。被校準(zhǔn)溫度傳感器在高溫環(huán)境下校準(zhǔn)時(shí)，傳感器固定在固定端子上，測(cè)溫腔內(nèi)溫度很高，由于熱傳導(dǎo)，傳感器固定端溫度也很高，為防止傳感器后端導(dǎo)線及焊接部位在高溫下被損壞，傳感器固定端子內(nèi)部設(shè)計(jì)有冷卻液循環(huán)，通過(guò)冷卻系統(tǒng)降溫，使其表面溫度不超過(guò)50℃。高溫爐爐體是雙層不銹鋼壁，在內(nèi)外壁之間設(shè)計(jì)有導(dǎo)流管道，冷卻液采用雙進(jìn)雙出，使?fàn)t體兩端的溫度對(duì)稱(chēng)分布，工作時(shí)通過(guò)循環(huán)冷卻使其表面溫度不超過(guò)50℃。