專(zhuān)利名稱(chēng)：消耗型熱電偶及其測(cè)溫系統(tǒng)在線校準(zhǔn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計(jì)量測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種消耗型熱電偶及其測(cè)溫系統(tǒng)在線校準(zhǔn)裝置。
背景技術(shù)：
消耗型熱電偶是我國(guó)當(dāng)前用量最多的測(cè)溫元件，也是世界上用量最多的測(cè)溫元件之一。隨著我國(guó)冶金工業(yè)的飛速發(fā)展，每年消耗量超過(guò)億支。但是其成品的質(zhì)量，目前國(guó)際上只能依靠消耗型熱電偶絲(B.S.R型)在鈀點(diǎn)(1554℃±1℃)的允差來(lái)評(píng)定。上世紀(jì)八十年代，曾用制作比較嚴(yán)格的消耗型熱電偶與普通的消耗型熱電偶捆綁在一起，在鋼水中進(jìn)行示值比較，由于存在重現(xiàn)性不佳、精度低等缺陷，未能徹底解決消耗型熱電偶測(cè)溫的精度評(píng)定。作為消耗型熱電偶，人們關(guān)心的不僅是一支消耗型熱電偶準(zhǔn)確度，而是一批消耗型熱電偶的測(cè)量準(zhǔn)確度和精度。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述存在的弊端，徹底解決消耗型熱電偶測(cè)溫的可靠性問(wèn)題，本發(fā)明提供一種消耗型熱電偶及其測(cè)溫系統(tǒng)在線校準(zhǔn)裝置。它是以整體校準(zhǔn)的新理念，提出具有校準(zhǔn)精度高、可靠性好、誤差小的在線校準(zhǔn)裝置。
本發(fā)明的裝置包括溫度傳感器、補(bǔ)償導(dǎo)線及測(cè)溫儀表，溫度傳感器通過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線與測(cè)溫儀表連接，溫度傳感器-補(bǔ)償導(dǎo)線-測(cè)溫儀表連成一整體構(gòu)成校準(zhǔn)裝置，所述溫度傳感器包括高溫合金管、耐1600℃鋼水腐蝕的保護(hù)管及熱電偶，保護(hù)管與高溫合金管連接，熱電偶置于保護(hù)管及高溫合金管內(nèi)部，在高溫合金管上安裝有活動(dòng)法蘭。
保護(hù)管為金屬陶瓷管時(shí)，為防止保護(hù)管氧化腐蝕，在其外側(cè)設(shè)有護(hù)套，護(hù)套為SiN4結(jié)合碳化硅管。為防止內(nèi)保護(hù)管炸裂，保護(hù)管內(nèi)裝有氧化鋁填充劑。本發(fā)明中所述的熱電偶為B型、或S型、或W5型、或W3型。
本發(fā)明中的溫度傳感器-補(bǔ)償導(dǎo)線-測(cè)溫儀表形成一整體，在國(guó)家認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室于1300℃、1400℃、1500℃、1600℃溫度點(diǎn)進(jìn)行整體校準(zhǔn)，并附校準(zhǔn)證書(shū)；然后，再將傳感器安裝在中間包上用于評(píng)定消耗型熱電偶的準(zhǔn)確度和復(fù)現(xiàn)性(發(fā)散性)；對(duì)消耗型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)整體校準(zhǔn)。本發(fā)明裝置的校準(zhǔn)不僅適用于中間包鋼水中溫度校準(zhǔn)，在改變相應(yīng)的校準(zhǔn)溫度范圍時(shí)，也適用于銅水、鋁水、鎂水或鋅水測(cè)溫校準(zhǔn)。
本發(fā)明的特點(diǎn)是在中間包或鋼包的鋼液內(nèi)對(duì)消耗型熱電偶進(jìn)行在線校準(zhǔn)，中間包內(nèi)鋼水熱容量大，溫度場(chǎng)廣闊且溫度場(chǎng)不會(huì)因消耗型熱電偶插入而改變，示值穩(wěn)定。
目前按國(guó)家量值傳遞系統(tǒng)和檢定規(guī)程規(guī)定是對(duì)熱電偶、補(bǔ)償導(dǎo)線和儀表分別予以檢定，稱(chēng)為分立元件法檢定。當(dāng)采用分立元件法檢定后三者量值傳遞的不確定度分別為u1、u2、u3。本發(fā)明的使用過(guò)程，熱電偶-補(bǔ)償導(dǎo)線-測(cè)溫儀表整體校準(zhǔn)后的不確定度為u，而u則小于u1、u2、u3之綜合值。三者在分立元件法檢定的誤差δ1、δ2、δ3都在允差內(nèi)時(shí)，精度評(píng)定采用 的方法，實(shí)際上δ1、δ2、δ3在很大范圍內(nèi)可相互抵消；國(guó)家認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)證書(shū)從1300℃～1600℃間整溫度點(diǎn)校準(zhǔn)，各校準(zhǔn)點(diǎn)均有實(shí)際值(或修正值)，當(dāng)校準(zhǔn)后馬上按實(shí)際值使用時(shí)，測(cè)溫點(diǎn)的誤差理論上只剩下u。
消耗型熱電偶是一種特殊的測(cè)溫元件。當(dāng)校準(zhǔn)時(shí)，消耗型熱電偶故名思義測(cè)定溫度后，隨即消耗了，測(cè)溫系統(tǒng)的可靠性應(yīng)由下支消耗型熱電偶決定，所以用本發(fā)明的裝置可先檢測(cè)該批消耗型熱電偶的發(fā)散性，只有經(jīng)檢測(cè)發(fā)散性好的消耗熱電偶才可使用。
本發(fā)明依據(jù)國(guó)家認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室的校準(zhǔn)證書(shū)，將校準(zhǔn)示值加修正值使用，從而大大地降低校準(zhǔn)裝置的測(cè)量誤差。對(duì)一批消耗型熱電偶，隨機(jī)抽出5～10支，在本發(fā)明裝置上確定此測(cè)量列單次測(cè)量誤差σ，經(jīng)本發(fā)明裝置多次校準(zhǔn)后，并以本發(fā)明的校準(zhǔn)值為準(zhǔn)，取平均值計(jì)算出消耗型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。
本發(fā)明有益效果是可評(píng)定消耗型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差和復(fù)現(xiàn)性；提高了消耗型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)的校準(zhǔn)精度與可靠性；也可以評(píng)定消耗型熱電偶的復(fù)現(xiàn)性(發(fā)散性)和準(zhǔn)確性；保證了消耗型熱電偶測(cè)溫量值統(tǒng)一，準(zhǔn)確可靠。即適用于消耗型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)的在線校準(zhǔn)，也適用于消耗型熱電偶的在線校準(zhǔn)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明的溫度傳感器結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是圖2的局部放大示意圖；圖中1.中間包，2.鋼水，3.溫度傳感器，4.支架，5.保護(hù)盒，6.補(bǔ)償導(dǎo)線，7.測(cè)溫儀表，8.接線盒，9.高溫合金管，10.活動(dòng)法蘭，11.護(hù)套，12.保護(hù)管，13.內(nèi)保護(hù)管，14.填充劑，15.熱電偶。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述
實(shí)施例本發(fā)明結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括溫度傳感器3、補(bǔ)償導(dǎo)線6及測(cè)溫儀表7，溫度傳感器3通過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線6與測(cè)溫儀表7連接，溫度傳感器3-補(bǔ)償導(dǎo)線6-測(cè)溫儀表7連成一整體構(gòu)成本發(fā)明校準(zhǔn)裝置，所述溫度傳感器3結(jié)構(gòu)，如圖2所示，包括高溫合金管9、耐1600℃鋼水腐蝕的保護(hù)管12及熱電偶15，保護(hù)管12與高溫合金管9連接，熱電偶15置于保護(hù)管12及高溫合金管9內(nèi)部，在高溫合金管9上安裝有活動(dòng)法蘭10。本例中在高溫合金管9端部置有接線盒8，熱電偶15通過(guò)接線盒8中的接線端子與補(bǔ)償導(dǎo)線6連接。
本例中的保護(hù)管為金屬陶瓷管，為防止保護(hù)管12氧化腐蝕，在保護(hù)管12外設(shè)有護(hù)套11，護(hù)套11為SiN4結(jié)合碳化硅管。本例中熱電偶15選用B型；為防止內(nèi)保護(hù)管13炸裂，內(nèi)保護(hù)管13內(nèi)裝氧化鋁填充劑14。
消耗型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)在線校準(zhǔn)步驟如下1.將本發(fā)明的溫度傳感器3安裝在支架4上，參見(jiàn)圖1，并將溫度傳感器3慢慢地浸入鋼水2中，并用補(bǔ)償導(dǎo)線6與測(cè)溫儀表7相連；2.當(dāng)溫度傳感器3示值在測(cè)溫儀表7上顯示穩(wěn)定后，將被校準(zhǔn)消耗型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)用測(cè)溫槍插到本發(fā)明中溫度傳感器3的保護(hù)管12端部附近進(jìn)行校準(zhǔn)，處于相同溫場(chǎng)效果好；3.同時(shí)記錄被校準(zhǔn)的消耗型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)和本發(fā)明裝置的讀數(shù)；4.隨機(jī)選取消耗型熱電偶5～10支，重復(fù)第2步～第3步過(guò)程，評(píng)定出消耗型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)的復(fù)現(xiàn)性(散發(fā)性)；5.當(dāng)消耗型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)在1300℃～1600℃之間，取其5～10次讀數(shù)的平均值，以本發(fā)明裝置測(cè)溫儀表7讀數(shù)為準(zhǔn)計(jì)算出被校準(zhǔn)消耗型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)的誤差。
消耗型熱電偶在線校準(zhǔn)步驟如下1.使用經(jīng)過(guò)認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)的測(cè)溫槍和儀表，裝上消耗型熱電偶；2.當(dāng)溫度傳感器3示值在測(cè)溫儀表7上顯示穩(wěn)定后，將被校準(zhǔn)消耗型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)用測(cè)溫槍插到本發(fā)明中溫度傳感器3的保護(hù)管12端部附近進(jìn)行校準(zhǔn)，處于相同溫場(chǎng)效果好；3.同時(shí)記錄被校準(zhǔn)的消耗型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)和本發(fā)明裝置的讀數(shù)；4.隨機(jī)選取消耗型熱電偶5～10支，重復(fù)第2步～第3步過(guò)程，取其5～10次讀數(shù)，計(jì)算出消耗型熱電偶單次測(cè)量的σ值，評(píng)定出消耗型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)的復(fù)現(xiàn)性(散發(fā)性)；5.再以5～10次讀數(shù)的平均值，以本發(fā)明裝置的讀數(shù)平均值為準(zhǔn)，確定消耗型熱電偶的準(zhǔn)確度。
權(quán)利要求
1.一種消耗型熱電偶及其測(cè)溫系統(tǒng)在線校準(zhǔn)裝置，其特征在于包括溫度傳感器、補(bǔ)償導(dǎo)線及測(cè)溫儀表，溫度傳感器通過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線與測(cè)溫儀表連接，溫度傳感器-補(bǔ)償導(dǎo)線-測(cè)溫儀表連成一整體構(gòu)成校準(zhǔn)裝置，所述溫度傳感器包括高溫合金管、耐1600℃鋼水腐蝕的保護(hù)管及熱電偶，保護(hù)管與高溫合金管連接，熱電偶置于保護(hù)管及高溫合金管內(nèi)部，在高溫合金管上安裝有活動(dòng)法蘭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消耗型熱電偶及其測(cè)溫系統(tǒng)在線校準(zhǔn)裝置，其特征在于在所述保護(hù)管為金屬陶瓷管時(shí)，在其外側(cè)設(shè)有護(hù)套。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的消耗型熱電偶及其測(cè)溫系統(tǒng)在線校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的護(hù)套為SiN4結(jié)合碳化硅管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消耗型熱電偶及其測(cè)溫系統(tǒng)在線校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的保護(hù)管內(nèi)裝有氧化鋁填充劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消耗型熱電偶及其測(cè)溫系統(tǒng)在線校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的熱電偶為B型、或S型、或W5型、或W3型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消耗型熱電偶及其測(cè)溫系統(tǒng)在線校準(zhǔn)裝置，其特征在于該裝置的校準(zhǔn)環(huán)境為鋼水或銅水。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消耗型熱電偶及其測(cè)溫系統(tǒng)在線校準(zhǔn)裝置的校準(zhǔn)方法，其特征在于校準(zhǔn)消耗型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)時(shí)，包括以下步驟(1)將校準(zhǔn)裝置的溫度傳感器安裝在支架上，并將溫度傳感器慢慢地浸入鋼水中，并用補(bǔ)償導(dǎo)線與測(cè)溫儀表相連；(2)當(dāng)溫度傳感器示值在測(cè)溫儀表上顯示穩(wěn)定后，將被校準(zhǔn)的消耗型熱電偶安裝到測(cè)溫系統(tǒng)的測(cè)溫槍上，用測(cè)溫槍插到校準(zhǔn)裝置中溫度傳感器的保護(hù)管端部附近進(jìn)行校準(zhǔn)；(3)同時(shí)記錄被校準(zhǔn)的消耗型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)和本發(fā)明裝置的讀數(shù)；(4)隨機(jī)選取消耗型熱電偶5～10支，重復(fù)第2步～第3步過(guò)程，評(píng)定出消耗型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)的復(fù)現(xiàn)性；(5)當(dāng)消耗型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)在1300℃～1600℃之間，取其5～10次讀數(shù)的平均值，以本發(fā)明裝置測(cè)溫儀表讀數(shù)為準(zhǔn)計(jì)算出被校準(zhǔn)消耗型熱電偶的測(cè)溫系統(tǒng)的誤差。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的消耗型熱電偶及其測(cè)溫系統(tǒng)在線校準(zhǔn)裝置的校準(zhǔn)方法，其特征在于校準(zhǔn)消耗型熱電偶時(shí)，包括以下步驟(1)使用經(jīng)過(guò)認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)的測(cè)溫槍和儀表，裝上消耗型熱電偶；(2)當(dāng)溫度傳感器示值在測(cè)溫儀表上顯示穩(wěn)定后，將被校準(zhǔn)的消耗型熱電偶安裝到測(cè)溫系統(tǒng)的測(cè)溫槍上，用測(cè)溫槍插到校準(zhǔn)裝置中溫度傳感器的保護(hù)管端部附近進(jìn)行校準(zhǔn)；(3)同時(shí)記錄被校準(zhǔn)的消耗型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)和本發(fā)明裝置的讀數(shù)；(4)隨機(jī)選取消耗型熱電偶5～10支，重復(fù)第2步～第3步過(guò)程，取其5～10次讀數(shù)，計(jì)算出消耗型熱電偶單次測(cè)量的σ值，評(píng)定出消耗型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)的復(fù)現(xiàn)性；(5)再以5～10次讀數(shù)的平均值，以本發(fā)明裝置的讀數(shù)平均值為準(zhǔn)，確定消耗型熱電偶的準(zhǔn)確度。
全文摘要
一種消耗型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)在線校準(zhǔn)裝置，屬于計(jì)量測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。其結(jié)構(gòu)包括溫度傳感器、補(bǔ)償導(dǎo)線及測(cè)溫儀表，溫度傳感器通過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線與測(cè)溫儀表連接，溫度傳感器－補(bǔ)償導(dǎo)線－測(cè)溫儀表連成一整體構(gòu)成校準(zhǔn)裝置，所述溫度傳感器包括高溫合金管、耐1600℃鋼水腐蝕的保護(hù)管及熱電偶，保護(hù)管與高溫合金管連接，熱電偶置于保護(hù)管及高溫合金管內(nèi)部，在高溫合金管上安裝有活動(dòng)法蘭。本發(fā)明有益效果是校準(zhǔn)了消耗型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差和復(fù)現(xiàn)性；提高了消耗型熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)的校準(zhǔn)精度與可靠性；也可以評(píng)定消耗型熱電偶的復(fù)現(xiàn)性和準(zhǔn)確性；保證了消耗型熱電偶測(cè)溫量值統(tǒng)一，準(zhǔn)確可靠。
文檔編號(hào)G01K7/02GK1936527SQ20061004804
公開(kāi)日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2006年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月19日
發(fā)明者王魁漢 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)東大傳感技術(shù)有限公司