一种测量并联通电加热管内壁温的装置制造方法
【专利摘要】一种测量并联通电加热管内壁温的装置，包括伸入到被测量加热管内的金属管，金属管伸入到被测量加热管内的一端多等分切割，形成测温探头，在金属管内、多个热电偶丝与测温探头焊接，金属管的外端通过齿轮传动件连接有带动金属管和测温探头沿被测量加热管内周向转动的周向步进电机，周向步进电机通过齿轮传动件同步转动能够测量两根被测量加热管的内壁温，周向步进电机连有导轨，导轨上设置有丝杠，丝杠通过齿轮传动件和轴向步进电机连接，导轨在轴向步进电机的驱动下，带动周向步进电机、金属管和测温探头沿被测量加热管轴向移动；本发明装置可以测量通电加热管周向任意角度及轴向任意位置的内壁温，具有结构简单、操作方便、性能可靠的特点。
【专利说明】一种测量并联通电加热管内壁温的装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通电加热管壁温的测量【技术领域】，具体涉及一种测量并联通电加热管 内壁温的装置。
【背景技术】
[0002] 通电加热管壁温的测量是热工试验中非常重要的方面，测量的准确性直接影响到 热工试验的精度和可靠性。通常通电加热管外壁温的测量采用放电焊接的方法，充电电容 一极与热电偶丝相连，另一极连接加热管，依靠热电偶丝对加热管的放电作用将热电偶丝 端部瞬间熔化并焊接在加热管外壁面上。然而，对于加热管内壁温的测量，这种方法存在很 大的局限性。首先，加热管内腔空间有限，难以在内表面上焊接热电偶丝，特别是在加热管 内径非常小时，这种方法不具有可操作性；其次，即使对于较大尺寸的加热管，直接焊接的 方法不但无法保证焊点的牢固性，而且在管壁通以交流电的情况下极易发生测量值波动的 现象，无法保证测量精度。因此，现有技术手段不能有效解决通电加热管内壁温的准确、可 靠测量。
【发明内容】
[0003] 为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种测量并联通电加热管内壁温 的装置，可以测量通电加热管周向任意角度及轴向任意位置的内壁温，具有结构简单、操作 方便、功能齐全、工作性能可靠的特点。
[0004] 为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：
[0005] -种测量并联通电加热管内壁温的装置，包括伸入到被测量加热管8内的金属管 2,所述金属管2伸入到被测量加热管8内的一端多等分切割，做成具有弹性的探头，形成测 温探头1，在金属管2内、多个热电偶丝9与测温探头1焊接，测温探头1依靠弹性接触测量 加热管8的内壁温，所述金属管2的外端通过齿轮传动件7连接有带动金属管2和测温探 头1沿被测量加热管8内周向转动的周向步进电机3,用于测量被测量加热管8周向不同角 度的内壁温，所述周向步进电机3通过齿轮传动件7同步转动能够测量两根被测量加热管 8的内壁温，所述周向步进电机3还连接有导轨6,导轨6上设置有丝杠5,丝杠5通过齿轮 传动件7和轴向步进电机4连接，导轨6在轴向步进电机4的驱动下，进而带动周向步进电 机3、金属管2和测温探头1沿被测量加热管8轴向移动，测量被测量加热管8轴向不同截 面的内壁温。
[0006] 所述金属管2由高温合金钢材质加工成型。
[0007] 所述金属管2外壁面在高温下经喷涂绝缘氧化铝处理。
[0008] 所述装置沿被测量加热管8内周向和轴向的运动由可编程控制器智能控制，实现 远距离操控。
[0009] 所述金属管2伸入到被测量加热管8内的一端采用线切割的方法四等分切割，四 组热电偶丝9与测温探头1以电容放电瞬间熔化的方式焊接。
[0010] 本发明和现有技术相比，具有如下优点：
[0011] 1、本发明可以测量通电加热管周向不同角度、轴向不同位置的内壁温，且依靠可 编程控制器非常便捷地实现任意角度和位置的动作，结构简单，操作方便，工作性能可靠， 特别适合于高电压、大电流工况下的内壁温测量。
[0012] 2、测温探头由金属管与热电偶预先焊接组成，牢固性好，使用过程中不易脱落；金 属管外壁面采用高温喷涂氧化铝处理，屏蔽加热管的交流电流对测温探头的影响，提高了 测量精度。
[0013] 3、周向步进电机通过齿轮传动机构同时带动两根金属管和测温探头工作，可以同 时测量两根并联通电加热管的内壁温。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1为本发明主视图。
[0015] 图2为本发明测温探头局部示意图。
【具体实施方式】
[0016] 以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。
[0017] 如图1和图2所示，本发明一种测量并联通电加热管内壁温的装置，包括伸入到被 测量加热管8内的金属管2,所述金属管2伸入到被测量加热管8内的一端多等分切割，做 成具有弹性的探头，形成测温探头1，在金属管2内、多个热电偶丝9与测温探头1焊接，测 温探头1依靠弹性接触测量加热管8的内壁温，将温度传递给热电偶丝，实现内壁温的测 量；所述金属管2的外端通过齿轮传动件7连接有带动金属管2和测温探头1沿被测量加 热管8内周向转动的周向步进电机3,用于测量被测量加热管8周向不同角度（0-360° ) 的内壁温，所述周向步进电机3通过齿轮传动件7同步转动能够测量两根被测量加热管8 的内壁温，所述周向步进电机3还连接有导轨6,导轨6上设置有丝杠5,丝杠5通过齿轮传 动件7和轴向步进电机4连接，导轨6在轴向步进电机4的驱动下，进而带动周向步进电机 3、金属管2和测温探头1沿被测量加热管8轴向移动，测量被测量加热管8轴向不同截面 的内壁温。
[0018] 作为本发明的优选实施方式，所述金属管2由高温合金钢材质加工成型。保证在 长径比非常大的情况下金属管仍然具有良好的刚性和机械性能；此外，在内壁温非常高的 情况下，高温合金钢具有足够的韧性，因此测温探头1在高温时仍然能够与加热管管壁紧 密接触。
[0019] 作为本发明的优选实施方式，所述金属管2外壁面在高温下（1300°C)经喷涂绝缘 氧化铝处理，在保证机械强度和刚度的同时，使得金属管具有良好的电绝缘效果，可以有效 屏蔽加热管交流电流对测温探头1的干扰。
[0020] 作为本发明的优选实施方式，所述装置沿被测量加热管8内周向和轴向的运动由 可编程控制器智能控制，实现远距离操控。
[0021] 作为本发明的优选实施方式，所述金属管2伸入到被测量加热管8内的一端采用 线切割的方法四等分切割，四组热电偶丝9与测温探头1以电容放电瞬间熔化的方式焊接。
[0022] 本发明在西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室的高温高压气液两相流 试验台上进行了试验验证，测量通电加热管内径为5毫米，电流范围为500-3400安，内壁温 200-650°C，设定的周向旋转角度为45°，轴向移动距离200毫米。实验过程中，测量的壁温 值稳定，测温装置工况性能良好。
【权利要求】
1. 一种测量并联通电加热管内壁温的装置，其特征在于：包括伸入到被测量加热管 (8)内的金属管（2)，所述金属管（2)伸入到被测量加热管（8)内的一端多等分切割，做成 具有弹性的探头，形成测温探头（1)，在金属管（2)内、多个热电偶丝（9)与测温探头（1)焊 接，测温探头（1)依靠弹性接触测量加热管（8)的内壁温，所述金属管（2)的外端通过齿轮 传动件（7)连接有带动金属管（2)和测温探头（1)沿被测量加热管（8)内周向转动的周向 步进电机（3)，用于测量被测量加热管⑶周向不同角度的内壁温，所述周向步进电机（3) 通过齿轮传动件（7)同步转动能够测量两根被测量加热管（8)的内壁温，所述周向步进电 机（3)还连接有导轨（6)，导轨（6)上设置有丝杠（5)，丝杠（5)通过齿轮传动件（7)和轴 向步进电机⑷连接，导轨（6)在轴向步进电机⑷的驱动下，进而带动周向步进电机（3)、 金属管（2)和测温探头（1)沿被测量加热管（8)轴向移动，测量被测量加热管（8)轴向不 同截面的内壁温。
2. 根据权利要求1所述的一种测量并联通电加热管内壁温的装置，其特征在于：所述 金属管（2)由高温合金钢材质加工成型。
3. 根据权利要求1所述的一种测量并联通电加热管内壁温的装置，其特征在于：所述 金属管（2)外壁面在高温下经喷涂绝缘氧化铝处理。
4. 根据权利要求1所述的一种测量并联通电加热管内壁温的装置，其特征在于：所述 装置沿被测量加热管（8)内周向和轴向的运动由可编程控制器智能控制，实现远距离操 控。
5. 根据权利要求1所述的一种测量并联通电加热管内壁温的装置，其特征在于：所述 金属管（2)伸入到被测量加热管（8)内的一端采用线切割的方法四等分切割，四组热电偶 丝（9)与测温探头（1)以电容放电瞬间熔化的方式焊接。
【文档编号】G01K7/04GK104089716SQ201410292846
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】毕勤成, 王汉, 刘朝晖 申请人:西安交通大学