本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)和航空發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高溫環(huán)境下接觸式位移傳感器的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

高溫部件的變形測量手段，按傳感器與被測物體接觸方式可以分成兩種方式，非接觸式位移測量傳感器及接觸式位移測量傳感器。非接觸式位移測量傳感器，常見的為電渦流位移傳感器及激光測距儀，電渦流位移傳感器廣泛應(yīng)用在大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)的在線監(jiān)測與故障診斷中，其利用系統(tǒng)中的前置器中的高頻振蕩電流通過延伸電纜流入探頭線圈，在探頭頭部的線圈中產(chǎn)生交變的磁場，當(dāng)被測金屬體靠近這一磁場，則在此金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，即將頭部線圈與金屬導(dǎo)體的距離變化轉(zhuǎn)化成電壓或電流的變化，因此電渦流位移傳感器只能應(yīng)用于金屬導(dǎo)體的場合中，且要求環(huán)境溫度低于200℃。激光測距儀廣泛應(yīng)用于地形測量，其測距原理歸結(jié)為測量光往返目標(biāo)所需要的時間，然后通過光速和大氣折射系數(shù)計算出距離，其中，相位式激光測距儀的精度可達(dá)0.01mm量級，且工作溫度可以較高，但其要求被測物體平面必須與光線垂直，且其體積較大。接觸式位移測量傳感器如電感測微儀，其廣泛應(yīng)用于精密機(jī)械制造業(yè)及國防，科研、計量部門的精密長度測量，其應(yīng)用自帶的正弦波振蕩器輸出信號并加到測量頭中，將工件的微小位移轉(zhuǎn)化為直流電壓信號，其精度可達(dá)0.0001mm，但其應(yīng)用場合溫度一般要求不超過100℃。實際應(yīng)用中，某些情況，由于測量的空間限制及測量精度的要求，僅能采用接觸式位移測量的方式，但過高的環(huán)境溫度又限制了接觸式位移傳感器的使用，本發(fā)明即針對這一應(yīng)用場合，通過增加導(dǎo)熱熱阻和削弱輻射換熱，將接觸式位移傳感器應(yīng)用于高溫測量環(huán)境中。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點和不足，本發(fā)明旨在提供一種高溫環(huán)境下接觸式位移傳感器的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)，該熱防護(hù)結(jié)構(gòu)簡單，易于將其應(yīng)用于各種接觸式傳感器的測量探頭中。

為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種高溫環(huán)境下接觸式位移傳感器的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)，所述接觸式位移傳感器包括測量探頭，其特征在于，在所述測量探頭的末端固定設(shè)置一內(nèi)剛性套管和外剛性套管，所述內(nèi)剛性套管和外剛性套管的軸線方向與所述測量探頭的軸線保持一致，其中，

--所述內(nèi)剛性套管為兩端開口結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)剛性套管的一端與所述測量探頭的末端剛性固定，所述內(nèi)剛性套管采用石英、陶瓷等熱阻率較高的材料制成，以避免測量探頭直接接觸高溫體，所述內(nèi)剛性套管內(nèi)填充高溫隔熱材料，所述內(nèi)剛性套管及其內(nèi)部填充的高溫隔熱材料的熱膨脹系數(shù)與所述測量探頭的熱膨脹系數(shù)相當(dāng)，所述內(nèi)剛性套管的長度根據(jù)所應(yīng)用環(huán)境溫度對其長度進(jìn)行調(diào)整，所述內(nèi)剛性套管的內(nèi)徑略大于所述測量探頭的直徑；

--在所述內(nèi)剛性套管的外周表面套設(shè)一所述外剛性套管，所述外剛性套管為一端開口結(jié)構(gòu)，其長度大于所述內(nèi)剛性套管的長度，其內(nèi)徑大于所述測量探頭的直徑，所述外剛性套管的盲端的內(nèi)表面與所述內(nèi)剛性套管的另一端剛性連接，使得所述外剛性套管完全覆蓋所述內(nèi)剛性套管，并部分覆蓋所述測量探頭，所述外剛性套管的內(nèi)表面與所述內(nèi)剛性套管的外表面、所述測量探頭的外表面之間在整個周向上留有間隙，所述外剛性套管的外表面覆蓋有高反射率材料層，以減少高溫下輻射傳熱對外剛性套管的影響。

優(yōu)選地，所述內(nèi)剛性套管與所述外剛性套管之間通過粘結(jié)膠剛性連接。

優(yōu)選地，所述內(nèi)剛性套管與測量探頭的末端之間通過粘結(jié)膠剛性連接。

進(jìn)一步地，所述粘結(jié)膠為在常溫下可固化的粘結(jié)膠，固化后為剛性或接近剛性。進(jìn)一步地，所述粘結(jié)膠為耐高溫、熱阻高的粘結(jié)膠，其目的在于減少剛性套管對測量探頭的熱流傳遞。進(jìn)一步地，所述粘結(jié)膠為熱膨脹率低的粘結(jié)膠，其目的在于避免高溫下膠體變形破壞剛性套管。進(jìn)一步地，所述粘結(jié)膠為韌性差的粘結(jié)膠，方便測量結(jié)束后拆卸剛性套管。

優(yōu)選地，所述外剛性套管的長度應(yīng)能覆蓋整個測量探頭。

優(yōu)選地，所述外剛性套管的內(nèi)徑大于測量探頭的外徑及內(nèi)剛性套管的外徑。

優(yōu)選地，所述外剛性套管與內(nèi)剛性套管的材質(zhì)、熱阻率及熱膨脹系數(shù)相同。

本發(fā)明的高溫環(huán)境下接觸式位移傳感器的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)中，所述內(nèi)剛性套管、外剛性套管采用耐高溫、熱阻高、熱膨脹率低的材料制備，其目的在于減少高溫體對測量探頭的熱流傳遞，避免測量探頭直接接觸高溫體，同時減少高溫對剛性套管長度的影響，減小測量誤差。

本發(fā)明的高溫環(huán)境下接觸式位移傳感器的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)中，在內(nèi)剛性套管外另加裝外剛性套管，該外剛性套管直接接觸高溫體，對于該外剛性套管的要求：(a)根據(jù)安裝環(huán)境，內(nèi)徑盡量較大，其目的在于利用空氣的高熱阻率保護(hù)探頭；(b)耐高溫、熱阻高、熱膨脹率低，其目的與內(nèi)剛性套管相同；(c)外剛性套管一端開口，其目的在于方便內(nèi)剛性套管與外剛性套管無間隙接觸。

同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的高溫環(huán)境下接觸式位移傳感器的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)具有以下顯著的技術(shù)效果：(1)結(jié)構(gòu)簡單、易移植至各種接觸式位移傳感器的測量探頭上。(2)兼顧了高溫環(huán)境下導(dǎo)熱效應(yīng)與輻射效應(yīng)，可以通過改變內(nèi)剛性套管的長度和高反射率材料的覆蓋范圍分別地對兩種效應(yīng)進(jìn)行有目的的削弱。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的高溫環(huán)境下接觸式位移傳感器的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明的高溫環(huán)境下接觸式位移傳感器的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)，接觸式位移傳感器包括測量探頭10，在測量探頭10的末端固定設(shè)置一內(nèi)剛性套管20和外剛性套管30，內(nèi)剛性套管20和外剛性套管30的軸線方向與測量探頭10的軸線保持一致。

內(nèi)剛性套管20為兩端開口結(jié)構(gòu)，內(nèi)剛性套管20的一端與測量探頭10的末端剛性固定，優(yōu)選地，二者通過粘結(jié)膠剛性連接，內(nèi)剛性套管20采用石英、陶瓷等熱阻率較高的材料制成，以避免測量探頭10直接接觸高溫體，內(nèi)剛性套管20內(nèi)填充高溫隔熱材料21，內(nèi)剛性套管20及其內(nèi)部填充的高溫隔熱材料21的熱膨脹系數(shù)與測量探頭10的熱膨脹系數(shù)相當(dāng)，內(nèi)剛性套管20可根據(jù)環(huán)境溫度高低調(diào)整長度，內(nèi)剛性套管20的外徑不大于測量探頭10的直徑。

在內(nèi)剛性套管20的外周表面套設(shè)一外剛性套管30，優(yōu)選地，外剛性套管30與內(nèi)剛性套管20的材質(zhì)、熱阻率及熱膨脹系數(shù)相同，外剛性套管30為一端開口結(jié)構(gòu)，其長度大于內(nèi)剛性套管20的長度，其內(nèi)徑大于測量探頭10的直徑，外剛性套管30的盲端的內(nèi)表面與內(nèi)剛性套管20的另一端剛性連接，優(yōu)選地，內(nèi)剛性套管20與外剛性套管30之間通過粘結(jié)膠剛性連接，使得外剛性套管30完全覆蓋內(nèi)剛性套管20，并部分覆蓋測量探頭10，外剛性套管30的內(nèi)表面與內(nèi)剛性套管20的外表面、測量探頭10的外表面之間在整個周向上留有間隙，外剛性套管30的外表面覆蓋有高反射率材料層，以減少高溫下輻射傳熱對外剛性套管30的影響。

測量探頭10的末端、內(nèi)剛性套管20、外剛性套管30之間的粘結(jié)膠為在常溫下可固化的粘結(jié)膠，固化后為剛性或接近剛性。進(jìn)一步地，粘結(jié)膠為耐高溫、熱阻高的粘結(jié)膠，其目的在于減少內(nèi)、外剛性套管對測量探頭10的熱流傳遞。進(jìn)一步地，粘結(jié)膠為熱膨脹率低的粘結(jié)膠，其目的在于避免高溫下膠體變形破壞剛性套管。進(jìn)一步地，粘結(jié)膠為韌性差的粘結(jié)膠，方便測量結(jié)束后拆卸剛性套管。

優(yōu)選地，外剛性套管30的長度應(yīng)能覆蓋整個測量探頭。外剛性套管30的內(nèi)徑應(yīng)大于測量探頭的外徑及內(nèi)剛性套管的外徑。

本發(fā)明的高溫環(huán)境下接觸式位移傳感器的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)中，內(nèi)剛性套管20、外剛性套管30采用耐高溫、熱阻高、熱膨脹率低的材料制備，其目的在于減少高溫體對測量探頭的熱流傳遞，避免測量探頭10直接接觸高溫體，同時減少高溫對剛性套管長度的影響，減小測量誤差。

本發(fā)明的高溫環(huán)境下接觸式位移傳感器的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)中，在內(nèi)剛性套管20外另加裝外剛性套管30，該外剛性套管30直接接觸高溫體，對于該外剛性套管30的要求：(a)根據(jù)安裝環(huán)境，內(nèi)徑盡量較大，其目的在于利用空氣的高熱阻率保護(hù)探頭；(b)耐高溫、熱阻高、熱膨脹率低，其目的與內(nèi)剛性套管相同；(c)外剛性套管一端開口，其目的在于方便內(nèi)剛性套管與外剛性套管無間隙接觸。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，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)明的范圍之內(nèi)。