本發(fā)明屬于輻射熱強度測試傳感器技術領域，具體涉及一種基于t型熱電偶堆的耐高溫輻射傳感器及其制造方法。

背景技術：

在工業(yè)、消防、航天等領域，具有很多高輻射熱的高溫環(huán)境，需要準確測試輻射熱強度。

輻射熱傳感器主要用來測試輻射熱強度，輻射熱是三種熱傳遞方式中最重要方式之一，特別是高溫環(huán)境，輻射熱傳導所占比例越大。

目前市場上的輻射傳感器皆為常溫輻射熱強度傳感器，經常采用環(huán)氧機芯，熱惰性大，無法精確測量輻射熱，而且絕緣結構不合理，不具有耐熱結構，僅能滿足150℃以內的測試，高溫條件下無法使用，無法承受200℃以上溫度環(huán)境下的輻射熱測試。因此現在急需一種響應時間快、性能穩(wěn)定、耐高溫性好的耐高溫輻射傳感器。

技術實現要素：

本發(fā)明采用將t型熱電偶堆繞制在耐高溫陶瓷機芯上并在節(jié)點處粘結吸熱涂層金屬板的方式，提供了一種基于t型熱電偶堆的耐高溫輻射傳感器，解決了上述提出的技術問題。

本發(fā)明采用的技術手段如下：一種基于t型熱電偶堆的耐高溫輻射傳感器，包括封裝機殼和設置于所述封裝機殼內的傳感器機芯；

所述封裝機殼包括封裝背板、封裝殼主體和感溫面前蓋，所述封裝殼主體為圓筒形，所述封裝殼主體下端與所述封裝背板可拆卸連接，所述封裝殼主體上端與所述感溫面前蓋過盈配合連接；

所述傳感器機芯包括t型熱電偶堆、陶瓷傳感器芯；

所述耐高溫陶瓷機芯的非感溫面上依次設置絕緣層、反射層和耐高溫感溫層；

所述t型熱電偶堆包括多個相互串聯(lián)的t型熱電偶，所述t型熱電偶包括銅鎳合金和銅；

所述t型熱電偶繞制于所述耐高溫陶瓷機芯上，所述t型熱電偶的熱電偶節(jié)點設置于感溫面上，各個所述熱電偶節(jié)點之間設有云母片絕緣條，所述熱電偶節(jié)點上粘結吸熱涂層金屬片。

進一步的，所述絕緣層包括多個交替層疊設置的云母片層和耐高溫陶瓷膠層，所述反射層為拋光鈦合金板。

進一步的，所述耐高溫感溫層為表面涂有耐高溫黑色吸熱涂層的鈦合金板。

進一步的，所述封裝機殼為圓形鋁合金機殼，所述封裝背板上設有圓形的感熱通孔，所述感溫面前蓋為中部設有環(huán)狀開孔。

進一步的，包括權利要求1中所述的基于t型熱電偶堆的耐高溫輻射傳感器，由以下步驟制成：

s1：將多個所述t型熱電偶相互串聯(lián)制成所述t型熱電偶堆，并將所有所述t型熱電偶繞制于所述耐高溫陶瓷機芯上，且將所述熱電偶節(jié)點設置于所述耐高溫陶瓷機芯的感溫面上；

s2：在各個所述熱電偶節(jié)點之間設置云母片絕緣條；

s3：在所述耐高溫陶瓷機芯的感溫面上粘貼絕緣層；

s4：在絕緣層上粘貼反射層；

s5：在所述反射層上粘貼所述耐高溫感溫層，整個所述傳感器機芯的裝配完成；

s6：在所述t型熱電偶堆上焊接信號輸出線；

s7：將所述傳感器機芯整體放置于所述封裝殼主體內，通過螺絲將所述封裝殼主體下端與所述封裝背板固定；

s8：將所述感溫面前蓋與所述封裝殼主體過盈配合連接。

進一步的，所述s5步驟中的所述耐高溫感溫層，采用以下方法制成：在所述反射層上粘貼鈦合金板，在鈦合金板上噴涂耐高溫黑色吸熱涂層制成所述耐高溫感溫層。

進一步的，所述s8步驟中，使用冷卻設備將所述感溫面前蓋冷卻，使得所述感溫面前蓋溫度低于所述封裝殼主體20℃，然后將所述感溫面前蓋與所述封裝殼主體上端相互配合，等待所述感溫面前蓋與所述封裝殼主體溫度一致，所述感溫面前蓋與所述封裝殼主體過盈配合連接。

進一步的，所述s1步驟還包括：在所述熱電偶節(jié)點上粘結吸熱涂層金屬片。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明的一種基于t型熱電偶堆的耐高溫輻射傳感器，能夠精確測試和測量高溫環(huán)境下200℃至500℃范圍內的輻射熱強度檢測。

(2)本發(fā)明的一種基于t型熱電偶堆的耐高溫輻射熱傳感器，耐熱性好，結構牢固，響應時間短。

(3)本發(fā)明的一種基于t型熱電偶堆的耐高溫輻射熱傳感器的制造方法，生產效率高，一致性和穩(wěn)定性好，成品率高，成本低。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

圖1是本發(fā)明所述基于t型熱電偶堆的耐高溫輻射熱傳感器結構示意爆炸圖。

圖中：1、t型熱電偶堆，2、陶瓷傳感器芯，3、封裝背板，4、封裝殼主體，5、感溫面前蓋，6、絕緣層，7、反射層，8、耐高溫感溫層，11、t型熱電偶，12、熱電偶節(jié)點，13、云母片絕緣條，14、吸熱涂層金屬片，31、感熱通孔。

具體實施方式

實施例1

如圖1所示，一種基于t型熱電偶堆的耐高溫輻射傳感器，包括封裝機殼和設置于所述封裝機殼內的傳感器機芯；所述封裝機殼包括封裝背板3、封裝殼主體4和感溫面前蓋5，所述封裝殼主體4為圓筒形，所述封裝殼主體4下端與所述封裝背板3可拆卸連接，所述封裝殼主體4上端于所述感溫面前蓋5過盈配合連接；所述傳感器機芯包括t型熱電偶堆1、陶瓷傳感器芯2；所述耐高溫陶瓷機芯的非感溫面上依次設置絕緣層6、反射層7和耐高溫感溫層8；所述t型熱電偶堆1包括多個相互串聯(lián)的t型熱電偶11，所述t型熱電偶11包括銅鎳合金和銅；所述t型熱電偶11繞制于所述耐高溫陶瓷機芯上，所述t型熱電偶11的熱電偶節(jié)點12設置于感溫面上，各個所述熱電偶節(jié)點12之間設有云母片絕緣條13，所述熱電偶節(jié)點12上粘結吸熱涂層金屬片14。

所述基于t型熱電偶堆的耐高溫輻射熱傳感器能夠用于-100℃至600℃的輻射熱強度檢測，尤其用于測試和測量200℃至500℃范圍內的輻射熱強度檢測。

進一步的，所述絕緣層6包括多個交替層疊設置的云母片層和耐高溫陶瓷膠層，所述反射層7為拋光鈦合金板。

進一步的，所述耐高溫感溫層8為表面涂有耐高溫黑色吸熱涂層的鈦合金板。

進一步的，所述封裝機殼為圓形鋁合金機殼，所述封裝背板3上設有圓形的感熱通孔31。

在使用時，輻射通過感溫面前蓋5進入所述封裝殼主體4內，所述耐高溫感溫層8能夠吸收輻射產生溫度變化，所述反射層7能夠將漏入的輻射反射出去，降低輻射傳熱，所述絕緣層6能夠防止所述t型熱電偶堆1與所述反射層7之間形成短路。

實施例2

本實施例與實施例1不同之處在于，所述t型熱電偶堆1包括20組相互串聯(lián)的t型熱電偶11。

進一步的，云母片層為厚度0.05mm的云母片。

進一步的，所述耐高溫感溫層8為表面二分之一面積涂有耐高溫黑色吸熱涂層的厚度為0.08mm的鈦合金板。

采用此結構能夠提高感溫靈敏度，減少響應時間。

進一步的，所述封裝機殼為直徑42mm的圓形鋁合金機殼，所述封裝背板3上設有直徑20mm的圓形感熱通孔31。

還包括信號輸出線，所述信號輸出線一端與所述t型熱電偶堆1相連，另一端穿過所述封裝背板3與外部設備連接。

優(yōu)選的，所述封裝殼主體4內壁上設有與所述傳感器機芯相互配合的鋁合金固定框。

實施例3

本實施例與實施例1不同之處在于，所述吸熱涂層金屬片14為表面涂有吸熱涂層的鈦合金板。

實施例4

如圖1所示，本發(fā)明還提供了一種基于t型熱電偶堆的耐高溫輻射傳感器的制作方法，包括所述的基于t型熱電偶堆的耐高溫輻射傳感器，由以下步驟制成：

s1：將多個所述t型熱電偶11相互串聯(lián)制成所述t型熱電偶堆1，并將所有所述t型熱電偶11繞制于所述耐高溫陶瓷機芯上，且將所述熱電偶節(jié)點12設置于所述耐高溫陶瓷機芯的感溫面上；

s2：在各個所述熱電偶節(jié)點12之間設置云母片絕緣條13；

s3：在所述耐高溫陶瓷機芯的感溫面上粘貼絕緣層6；

s4：在絕緣層6上粘貼反射層7；

s5：在所述反射層7上粘貼所述耐高溫感溫層8，整個所述傳感器機芯的裝配完成；

s6：在所述t型熱電偶堆1上焊接信號輸出線；

s7：將所述傳感器機芯整體放置于所述封裝殼主體4內，通過螺絲將所述封裝殼主體4下端與所述封裝背板3固定；

s8：將所述感溫面前蓋5與所述封裝殼主體4過盈配合連接。

進一步的，所述s5步驟中的所述耐高溫感溫層8，采用以下方法制成：在所述反射層7上粘貼鈦合金板，在鈦合金板上噴涂耐高溫黑色吸熱涂層制成所述耐高溫感溫層8。

進一步的，所述s8步驟中，使用冷卻設備將所述感溫面前蓋5冷卻，使得所述感溫面前蓋5溫度低于所述封裝殼主體420℃，然后將所述感溫面前蓋5與所述封裝殼主體4上端相互配合，等待所述感溫面前蓋5與所述封裝殼主體4溫度一致，所述感溫面前蓋5與所述封裝殼主體4過盈配合連接。

進一步的，所述s1步驟還包括：在所述熱電偶節(jié)點12上粘結吸熱涂層金屬片14。

實施例5

本發(fā)明還提供了一種基于t型熱電偶堆的耐高溫輻射傳感器，由于測試和測量200℃至500℃范圍內的輻射熱強度檢測的基于t型熱電偶堆的耐高溫輻射傳感器，包括封裝機殼和設置于所述封裝機殼內的傳感器機芯；所述封裝機殼包括封裝背板3、封裝殼主體4和感溫面前蓋5，所述封裝殼主體4為圓筒形，所述封裝殼主體4下端與所述封裝背板3可拆卸連接，所述封裝殼主體4上端于所述感溫面前蓋5過盈配合連接；所述傳感器機芯包括t型熱電偶堆1、陶瓷傳感器芯2；所述耐高溫陶瓷機芯的非感溫面上依次設置絕緣層6、反射層7和耐高溫感溫層8；所述t型熱電偶堆1包括20組相互串聯(lián)的t型熱電偶11，所述t型熱電偶11包括鎳鉻合金正極和鎳硅合金負極；所述t型熱電偶11繞制于所述耐高溫陶瓷機芯上，所述t型熱電偶11的熱電偶節(jié)點12設置于感溫面上，各個所述熱電偶節(jié)點12之間設有0.05mm的云母片，所述熱電偶節(jié)點12上粘結吸熱涂層金屬片14，所述絕緣層6包括多個交替層疊設置的云母片層和耐高溫陶瓷膠層，所述反射層7為拋光鈦合金板，所述耐高溫感溫層8為表面涂有耐高溫黑色吸熱涂層的鈦合金板，所述封裝機殼為圓形鋁合金機殼，所述封裝背板3上設有圓形的感熱通孔31，還包括信號輸出線，所述信號輸出線一端與所述t型熱電偶堆1相連，另一端穿過所述封裝背板3與外部設備連接。

所述基于t型熱電偶堆的耐高溫輻射傳感器，由以下步驟制成：

s1：將20組所述t型熱電偶11相互串聯(lián)制成所述t型熱電偶堆1，并將所有所述t型熱電偶11繞制于所述耐高溫陶瓷機芯上，且將所述熱電偶節(jié)點12設置于所述耐高溫陶瓷機芯的感溫面上,在所述熱電偶節(jié)點12上粘結吸熱涂層金屬片14；

s2：在各個所述熱電偶節(jié)點12之間設置0.05mm的云母片；

s3：在所述耐高溫陶瓷機芯的感溫面上粘貼絕緣層6；

s4：在絕緣層6上粘貼反射層7；

s5：在所述反射層7上粘貼鈦合金板，在鈦合金板上噴涂耐高溫黑色吸熱涂層制成所述耐高溫感溫層8，所述耐高溫感溫層8為表面二分之一面積涂有耐高溫黑色吸熱涂層的厚度為0.08mm的鈦合金板，進而完成在所述反射層7上粘貼所述耐高溫感溫層8，整個所述傳感器機芯的裝配完成；

s6：在所述t型熱電偶堆1上焊接信號輸出線；

s7：將所述傳感器機芯整體放置于所述封裝殼主體4內，所述封裝殼主體4為直徑42mm的圓形鋁合金機殼，通過螺絲將所述封裝殼主體4下端與所述封裝背板3固定，所述封裝背板3上設有直徑20mm的圓形感熱通孔31；

s8：使用冷卻設備將所述感溫面前蓋5冷卻，使得所述感溫面前蓋5溫度低于所述封裝殼主體420℃，然后將所述感溫面前蓋5與所述封裝殼主體4上端相互配合，等待所述感溫面前蓋5與所述封裝殼主體4溫度一致，所述感溫面前蓋5與所述封裝殼主體4過盈配合連接。

由于采用了上述技術方案，本發(fā)明涉及的基于t型熱電偶堆的耐高溫輻射傳感器及其制造方法，能夠精確測試和測量高溫環(huán)境下200℃至500℃范圍內的輻射熱強度檢測，耐熱性好，結構牢固，響應時間短，生產效率高，一致性和穩(wěn)定性好，成品率高，成本低。本發(fā)明可在輻射熱強度測試傳感器技術領域廣泛推廣。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，根據本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。