本實(shí)用新型涉及燃?xì)廨啓C(jī)和航空發(fā)動(dòng)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(cè)量手段，按傳感器與被測(cè)物體接觸方式可以分成兩種方式，非接觸式位移測(cè)量傳感器及接觸式位移測(cè)量傳感器。非接觸式位移測(cè)量傳感器，常見的為電渦流位移傳感器及激光測(cè)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(cè)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(chǎng)，當(dāng)被測(cè)金屬體靠近這一磁場(chǎng)，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(chǎng)合中，且要求環(huán)境溫度低于200℃。激光測(cè)距儀廣泛應(yīng)用于地形測(cè)量，其測(cè)距原理歸結(jié)為測(cè)量光往返目標(biāo)所需要的時(shí)間，然后通過光速和大氣折射系數(shù)計(jì)算出距離，其中，相位式激光測(cè)距儀的精度可達(dá)0.01mm量級(jí)，且工作溫度可以較高，但其要求被測(cè)物體平面必須與光線垂直，且其體積較大。接觸式位移測(cè)量傳感器如電感測(cè)微儀，其廣泛應(yīng)用于精密機(jī)械制造業(yè)及國(guó)防，科研、計(jì)量部門的精密長(zhǎng)度測(cè)量，其應(yīng)用自帶的正弦波振蕩器輸出信號(hào)并加到測(cè)量頭中，將工件的微小位移轉(zhuǎn)化為直流電壓信號(hào)，其精度可達(dá)0.0001mm，但其應(yīng)用場(chǎng)合溫度一般要求不超過100℃。實(shí)際應(yīng)用中，某些情況，由于測(cè)量的空間限制及測(cè)量精度的要求，僅能采用接觸式位移測(cè)量的方式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)和不足，本實(shí)用新型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(jiǎn)單，易于將其應(yīng)用于各種接觸式傳感器的測(cè)量探頭中。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采取的技術(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(cè)量探頭，其特征在于，在所述測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)量探頭的熱膨脹系數(shù)相當(dāng)，所述內(nèi)剛性套管的內(nèi)徑略大于所述測(cè)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(zhǎng)度大于所述內(nèi)剛性套管的長(zhǎng)度，其內(nèi)徑大于所述測(cè)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(cè)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(cè)量探頭的外表面之間在整個(gè)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(duì)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(cè)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(duì)測(cè)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(cè)量結(jié)束后拆卸剛性套管。

優(yōu)選地，所述外剛性套管完全覆蓋所述內(nèi)剛性套管與測(cè)量探頭。

優(yōu)選地，所述外剛性套管的內(nèi)徑大于測(cè)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。

本實(shí)用新型的高溫環(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(duì)測(cè)量探頭的熱流傳遞，避免測(cè)量探頭直接接觸高溫體，同時(shí)減少高溫對(duì)剛性套管長(zhǎng)度的影響，減小測(cè)量誤差。

本實(shí)用新型的高溫環(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(duì)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，本實(shí)用新型的高溫環(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(jiǎn)單、易移植至各種接觸式位移傳感器的測(cè)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(zhǎng)度和高反射率材料的覆蓋范圍分別地對(duì)兩種效應(yīng)進(jìn)行有目的的削弱。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的高溫環(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(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，本實(shí)用新型的高溫環(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(cè)量探頭10，在測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(zhǎng)度，內(nèi)剛性套管20的外徑不大于測(cè)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(zhǎng)度大于內(nèi)剛性套管20的長(zhǎng)度，其內(nèi)徑大于測(cè)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(cè)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(cè)量探頭10的外表面之間在整個(gè)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(duì)外剛性套管30的影響。

測(cè)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(duì)測(cè)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(cè)量結(jié)束后拆卸剛性套管。

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

本實(shí)用新型的高溫環(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(duì)測(cè)量探頭的熱流傳遞，避免測(cè)量探頭10直接接觸高溫體，同時(shí)減少高溫對(duì)剛性套管長(zhǎng)度的影響，減小測(cè)量誤差。

本實(shí)用新型的高溫環(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(duì)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。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。