本發(fā)明涉及熱電偶測溫技術(shù)，具體是采用熱電偶測量圓管內(nèi)壁面溫度時(shí)的熱電偶定位機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

工業(yè)應(yīng)用、科研實(shí)驗(yàn)中常常涉及到溫度的實(shí)時(shí)測量和記錄，其中，熱電偶因具有精度高、反應(yīng)靈敏、測量范圍寬廣等優(yōu)點(diǎn)，其在工業(yè)應(yīng)用和科研實(shí)驗(yàn)的測溫過程中應(yīng)用較為普遍。熱電偶測溫時(shí)需對(duì)其測量端頭進(jìn)行固定，常用熱電偶測量端頭固定方式主要有焊接固定和機(jī)械固定兩種方式。焊接固定方式應(yīng)用時(shí)存在以下缺陷：焊接后測量端頭位置固定，不便于重新定位和重復(fù)使用；常規(guī)電火花沖擊點(diǎn)焊熱電偶會(huì)對(duì)被測物體表面狀況和溫度場產(chǎn)生破壞；在被測工件形狀特殊，例如細(xì)長圓管的內(nèi)壁面，熱電偶與測點(diǎn)間的焊接較為困難。測量表面要求無損或測點(diǎn)位置經(jīng)常變動(dòng)的溫度測量場所一般采用機(jī)械固定的碰底型熱電偶，現(xiàn)有的熱電偶固定裝置很難實(shí)現(xiàn)將熱電偶精確、牢靠地定位至細(xì)長圓管的內(nèi)壁面。中國發(fā)明專利申請(qǐng)公布號(hào)CN104390714 A公布了一種用于小直徑管內(nèi)多點(diǎn)測溫的熱電偶固定裝置，其應(yīng)用時(shí)將導(dǎo)向筒伸入圓管內(nèi)壁溫度測點(diǎn)位置處，采用定位凸塊將熱電偶夾緊至導(dǎo)向筒的內(nèi)壁，將熱電偶固定在圓管溫度測點(diǎn)的截面上，其熱電偶前端測量端頭與圓管內(nèi)壁間僅靠熱電偶向壁面彎曲來實(shí)現(xiàn)接觸。該固定裝置應(yīng)用時(shí)無法保證長期使用過程中測量端頭與圓管內(nèi)部接觸的可靠性，且測量精度易受管道振動(dòng)的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種采用熱電偶測量圓管內(nèi)壁面溫度時(shí)的熱電偶定位機(jī)構(gòu)，其應(yīng)用時(shí)能降低待測圓管振動(dòng)對(duì)測量精度造成的影響，且能保證長期使用過程中熱電偶測量端頭與待測圓管內(nèi)部接觸的可靠性。

本發(fā)明解決上述問題主要通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：采用熱電偶測量圓管內(nèi)壁面溫度時(shí)的熱電偶定位機(jī)構(gòu)，包括支頂彈簧架、中空定位直管、調(diào)節(jié)桿、前限位件及后調(diào)節(jié)件，所述支頂彈簧架包括卡環(huán)、與卡環(huán)同軸設(shè)置的環(huán)形卡箍、以及多塊連接卡環(huán)和環(huán)形卡箍且外凸折彎的弧形彈簧片，所述卡環(huán)和環(huán)形卡箍兩者連接弧形彈簧片的部位在兩者的圓周上均勻分布，所述弧形彈簧片凹陷區(qū)域的中央均構(gòu)成有貫穿弧形彈簧片的定位缺口；所述中空定位直管前端為陶瓷定位管，所述陶瓷定位管設(shè)有外徑與待測圓管內(nèi)徑相匹配的中央定位管段，所述環(huán)形卡箍套設(shè)于中空定位直管前端的陶瓷定位管上且其外徑小于待測圓管內(nèi)徑；所述調(diào)節(jié)桿穿過中空定位直管、環(huán)形卡箍及卡環(huán)，所述前限位件設(shè)于調(diào)節(jié)桿前端用于限制卡環(huán)前移，后調(diào)節(jié)件設(shè)于調(diào)節(jié)桿后端用于配合調(diào)節(jié)桿控制弧形彈簧片折彎。其中，中空定位直管的長度根據(jù)待測圓管內(nèi)壁測點(diǎn)距管道出口的距離來選取，具體選定中空定位直管時(shí)應(yīng)保證中空定位直管具有一截設(shè)于待測圓管的外側(cè)。

本發(fā)明應(yīng)用時(shí)，將熱電偶前端有效測溫段固定于弧形彈簧片的定位缺口處并使得熱電偶的測量端頭裸露在外，熱電偶及其尾部的信號(hào)線經(jīng)中空定位直管內(nèi)部穿出。將調(diào)節(jié)桿穿過中空定位直管和支頂彈簧架前端的卡環(huán)，將前限位件和后調(diào)節(jié)件分別設(shè)于調(diào)節(jié)桿的前后兩端。在未使用狀態(tài)下支頂彈簧架不受前限位件和后調(diào)節(jié)件的擠壓力，測量時(shí)將中空定位直管固定支頂彈簧架的一端從待測圓管端口插入至待測圓管內(nèi)部，陶瓷定位管的中央定位管段與待測圓管內(nèi)壁接觸。將后調(diào)節(jié)件在調(diào)節(jié)桿上向前旋進(jìn)來縮小前定位件與后調(diào)節(jié)件之間的間距，后調(diào)節(jié)件擠壓中空定位直管向待測圓管內(nèi)側(cè)移位，中空定位直管擠壓支頂彈簧架使得弧形彈簧片頂向圓管內(nèi)壁面，進(jìn)而使得固定于弧形彈簧片上的熱電偶測量端頭被擠壓至待測圓管內(nèi)壁的測點(diǎn)截面上。

進(jìn)一步的，所述中空定位直管由陶瓷定位管及外徑小于待測圓管內(nèi)徑的連接管拼接構(gòu)成。本發(fā)明應(yīng)用時(shí)應(yīng)保證陶瓷定位管設(shè)于待測圓管內(nèi)，進(jìn)而對(duì)本發(fā)明起到定位作用。

進(jìn)一步的，所述陶瓷定位管還包括固定于中央定位管段兩端的接口管段，所述接口管段的外徑小于待測圓管內(nèi)徑，所述連接管和環(huán)形卡箍兩者的內(nèi)徑均與陶瓷定位管接口管段的外徑匹配，所述連接管通過套設(shè)于接口管段上與陶瓷定位管固定連接，所述環(huán)形卡箍通過套設(shè)于陶瓷定位管接口管段上實(shí)現(xiàn)與中空定位直管的固定連接。本發(fā)明的連接管和環(huán)形卡箍通過嵌套的方式固定于陶瓷定位管上，拆裝便捷。

進(jìn)一步的，所述連接管的數(shù)量為多根，相鄰兩根連接管通過一根陶瓷定位管連接。本發(fā)明在設(shè)置多根連接管時(shí)，所需配備的陶瓷定位管的數(shù)量也為多根，如此，可提升本發(fā)明定位后的穩(wěn)固性。

進(jìn)一步的，所述中空定位直管后端側(cè)壁上設(shè)置有熱電偶引出孔。如此，本發(fā)明應(yīng)用時(shí)熱電偶及其尾部的信號(hào)線經(jīng)中空定位直管內(nèi)部區(qū)域后從熱電偶引出孔穿出，熱電偶引出孔對(duì)信號(hào)線具有限位作用，能避免本發(fā)明應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)線纜打結(jié)或牽絆。

進(jìn)一步的，所述弧形彈簧片在定位缺口處設(shè)有一塊外凸的外弧形定位片及兩塊內(nèi)凹的內(nèi)弧形定位片，所述外弧形定位片與內(nèi)弧形定位片中心線相同，兩塊內(nèi)弧形定位片分別位于外弧形定位片兩側(cè)。如此，本發(fā)明應(yīng)用時(shí)熱量偶測量端頭由外弧形定位片和內(nèi)弧形定位片進(jìn)行夾持定位，拆裝便捷，使得本發(fā)明應(yīng)用時(shí)便于對(duì)熱電偶進(jìn)行更換。

進(jìn)一步的，所述卡環(huán)的內(nèi)外徑小于環(huán)形卡箍的內(nèi)外徑，所述弧形彈簧片的寬度由其連接卡環(huán)的一端至其連接環(huán)形卡箍的一端由小至大遞增。本發(fā)明將卡環(huán)的內(nèi)外徑設(shè)置為小于環(huán)形卡箍的內(nèi)外徑，并將弧形彈簧片的寬度由其連接環(huán)形卡箍的一端至其連接卡環(huán)的一端由寬逐漸變窄，如此，本發(fā)明在中空定位直管端施加作用力時(shí)，弧形彈簧片更易折彎變形，使得本發(fā)明應(yīng)用時(shí)操作更加便捷。

進(jìn)一步的，所述調(diào)節(jié)桿采用螺紋桿，前限位件和后調(diào)節(jié)件均采用螺母，前限位件和后調(diào)節(jié)件均通過螺紋匹配的方式固定于調(diào)節(jié)桿上，所述后調(diào)節(jié)件外徑大于中空定位直管后端端頭部位的外徑。如此，本發(fā)明將前限位件和后調(diào)節(jié)件安裝在調(diào)節(jié)桿上時(shí)或從調(diào)節(jié)桿上拆卸下來時(shí)操作更加便捷。

為了保證前限位件與卡環(huán)之間的絕緣性能，進(jìn)一步的，所述前限位件與卡環(huán)之間設(shè)置有絕緣墊片。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：（1）本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡單，便于實(shí)現(xiàn)和批量制造，成本低，本發(fā)明應(yīng)用時(shí)通過改變后調(diào)節(jié)件在調(diào)節(jié)桿上的位置使得中空定位直管前移，中空定位直管前移使得支頂彈簧架的弧形彈簧片被擠壓出現(xiàn)外凸變形，進(jìn)而使得固定于弧形彈簧片上的熱電偶測量端頭被擠壓至待測圓管內(nèi)壁的測點(diǎn)截面上。如此，本發(fā)明將熱電偶固定到待測圓管內(nèi)壁的測點(diǎn)位置時(shí)操作便捷，并能保證長期使用過程中測量端頭與待測圓管內(nèi)部接觸的可靠性，方便測點(diǎn)位置的改變及熱電偶的安裝及更換。

（2）本發(fā)明采用支頂彈簧架將熱電偶測量端頭緊壓在測點(diǎn)位置，能保證熱電偶測量端頭與測量點(diǎn)的緊密貼合，能保證熱電偶的可靠接觸，對(duì)管道的移動(dòng)及小幅振動(dòng)有較強(qiáng)的抗干擾能力，最大限度的減少了測量壁面狀況及溫度場分布的影響。同時(shí)整個(gè)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，便于檢修、更換熱電偶，且便于規(guī)?；圃?。

（3）本發(fā)明在具體實(shí)施時(shí)，根據(jù)測點(diǎn)距待測圓管端面的距離來確認(rèn)熱電偶測量端頭是否位于待測圓管測點(diǎn)的截面上，調(diào)控便捷，能實(shí)現(xiàn)精確定位。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例配備熱電偶并安裝于待測圓管上時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中支頂彈簧架的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的零部件名稱：1、支頂彈簧架，2、陶瓷定位管；3、連接管，4、調(diào)節(jié)桿，5、前限位件，6、后調(diào)節(jié)件，7、絕緣墊片，8、熱電偶，9、待測圓管，101、卡環(huán)，102、環(huán)形卡箍，103、弧形彈簧片，104、定位缺口。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

實(shí)施例1：

如圖1及圖2所示，采用熱電偶測量圓管內(nèi)壁面溫度時(shí)的熱電偶定位機(jī)構(gòu)，包括支頂彈簧架1、中空定位直管、調(diào)節(jié)桿4、前限位件5及后調(diào)節(jié)件6，其中，支頂彈簧架1包括卡環(huán)101、環(huán)形卡箍102及弧形彈簧片103，環(huán)形卡箍102與卡環(huán)101同軸設(shè)置，弧形彈簧片103兩端分別與卡環(huán)101和環(huán)形卡箍102連接，弧形彈簧片103為外凸折彎，即弧形彈簧片103兩端與卡環(huán)101中心線的間距小于弧形彈簧片103凹陷區(qū)域的中央距卡環(huán)10中心線的間距。本實(shí)施例中弧形彈簧片103的數(shù)量為多塊，多塊弧形彈簧片103均勻分布于卡環(huán)101中心線的四周，如此，卡環(huán)101和環(huán)形卡箍102兩者連接弧形彈簧片103的部位在兩者的圓周上也均勻分布。本實(shí)施例在具體設(shè)置時(shí)，弧形彈簧片103的數(shù)量優(yōu)選為2～4片。為了便于定位熱電偶8的測量端頭，本實(shí)施例的弧形彈簧片103凹陷區(qū)域的中央均構(gòu)成有貫穿弧形彈簧片103的定位缺口104。

本實(shí)施例的中空定位直管前端為陶瓷定位管2，陶瓷定位管2設(shè)有外徑與待測圓管9內(nèi)徑相匹配的中央定位管段，環(huán)形卡箍102套設(shè)于中空定位直管前端的陶瓷定位管2上且其外徑小于待測圓管9內(nèi)徑。為了便于熱電偶信號(hào)線的引出，本實(shí)施的中空定位直管后端側(cè)壁上設(shè)置有熱電偶引出孔。

本實(shí)施例的調(diào)節(jié)桿4穿過中空定位直管、環(huán)形卡箍102及卡環(huán)101，前限位件5設(shè)于調(diào)節(jié)桿4前端用于限制卡環(huán)101前移，后調(diào)節(jié)件6設(shè)于調(diào)節(jié)桿4后端用于配合調(diào)節(jié)桿4控制弧形彈簧片折彎。

本實(shí)施例應(yīng)用時(shí)，熱電偶8上套設(shè)絕緣軟管（如黃臘管），將熱電偶8前端有效測溫段裸露并固定在定位缺口104處。熱電偶8及其尾部的信號(hào)線，從中空定位直管內(nèi)部穿過經(jīng)由中空定位直管末端的熱電偶引出孔伸出。在未使用狀態(tài)下支頂彈簧架1不受前限位件5和后調(diào)節(jié)件6的擠壓力，測量時(shí)，將中空定位直管固定支頂彈簧架1的一端從待測圓管9端口插入至圓管內(nèi)部。在調(diào)節(jié)桿4尾端不斷將調(diào)節(jié)件6在調(diào)節(jié)桿4上向前旋進(jìn)，使得支頂彈簧架1上的弧形彈簧片103受擠壓頂向四周的圓管內(nèi)壁面，進(jìn)而使得安裝在弧形彈簧片上的熱電偶測量端頭被擠壓至待測圓管9內(nèi)壁的測點(diǎn)截面上。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上做出了如下進(jìn)一步限定：本實(shí)施例的中空定位直管由陶瓷定位管2及外徑小于待測圓管9內(nèi)徑的連接管3拼接構(gòu)成。本實(shí)施例在具體設(shè)計(jì)時(shí)，陶瓷定位管2還包括兩段接口管段，兩段接口管段分別固定于中央定位管段兩端且與中央定位管段同軸設(shè)置，接口管段的外徑小于待測圓管9內(nèi)徑。本實(shí)施例的連接管3和環(huán)形卡箍102兩者的內(nèi)徑均與陶瓷定位管2接口管段的外徑匹配，連接管3通過套設(shè)于接口管段上與陶瓷定位管2固定連接，環(huán)形卡箍102通過套設(shè)于陶瓷定位管2接口管段上實(shí)現(xiàn)與中空定位直管的固定連接。本實(shí)施例在具體設(shè)置時(shí)，連接管3的數(shù)量為多根，相鄰兩根連接管3通過一根陶瓷定位管2連接。

實(shí)施例3：

為了便于對(duì)熱電偶的測量端頭進(jìn)行定位，本實(shí)施例在實(shí)施例1或?qū)嵤├?的基礎(chǔ)上做出了如下進(jìn)一步限定：本實(shí)施例的弧形彈簧片103在定位缺口104處設(shè)有一塊外凸的外弧形定位片及兩塊內(nèi)凹的內(nèi)弧形定位片，其中，外弧形定位片與內(nèi)弧形定位片中心線相同，兩塊內(nèi)弧形定位片分別位于外弧形定位片兩側(cè)。

實(shí)施例4：

本實(shí)施例在實(shí)施例1～實(shí)施例3中任意一個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)上做出了如下進(jìn)一步限定：本實(shí)施例中卡環(huán)101的內(nèi)外徑小于環(huán)形卡箍102的內(nèi)外徑，弧形彈簧片103的寬度由其連接卡環(huán)101的一端至其連接環(huán)形卡箍102的一端由小至大遞增。

實(shí)施例5：

本實(shí)施例在實(shí)施例1～實(shí)施例4中任意一個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)上做出了如下進(jìn)一步限定：本實(shí)施例的調(diào)節(jié)桿4采用螺紋桿，前限位件5和后調(diào)節(jié)件6均采用螺母，前限位件5和后調(diào)節(jié)件6均設(shè)有與調(diào)節(jié)桿4外螺紋匹配的內(nèi)螺紋，兩者通過螺紋匹配的方式固定于調(diào)節(jié)桿4上。本實(shí)施例的前限位件5與卡環(huán)101之間設(shè)置有絕緣墊片7，絕緣墊片7采用外徑稍大于前限位件的環(huán)形絕緣片，其采用聚四氟乙烯、石棉橡膠片等絕緣材料制作而成。本實(shí)施例中后調(diào)節(jié)件6外徑大于中空定位直管后端端頭部位的外徑，如此，本實(shí)施例應(yīng)用時(shí)，后調(diào)節(jié)件6在調(diào)節(jié)桿4上向前限位件5側(cè)移位時(shí)，能有效頂持中空定位直管擠壓弧形彈簧片103。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。