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一种 燃气轮机用高温 传感器

阅读：1037发布：2020-05-25

专利汇可以提供一种燃气轮机用高温传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种燃气轮机用高温传感器，包括偶丝，偶丝自首端至末端依次套有大绝缘管、小绝缘管、热电极和聚四氟乙烯套管，大绝缘管设置在接管嘴内，接管嘴与安装座固定连接，小绝缘管设置在安装座内，小绝缘管包括若干段首尾相接的小瓷管，设置在最末端的小瓷管固定在热电极内，热电极外侧套有套管，套管在固定在安装座内侧，热电极末端外侧设置有衬套，衬套中填充有环氧树脂，偶丝位于环氧树脂至输出端的部分外套有聚四氟乙烯套管，本发明的绝缘管由若干段小瓷管相接而成，当传感器处于高温环境时不易破裂，延长了产品的使用寿命。，下面是一种燃气轮机用高温传感器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种燃气轮机用高温传感器，其特征在于，包括偶丝，偶丝末端与输出端连接，偶丝自首端至末端依次套有大绝缘管(5)、小绝缘管(6)、热电极(10)和套管(14)，大绝缘管(5)设置在接管嘴(4)内，接管嘴(4)与安装座(7)固定连接，小绝缘管(6)设置在安装座(7)内，小绝缘管(6)包括若干段首尾相接的小瓷管，设置在最末端的小瓷管固定在热电极(10)内，热电极(10)外侧套有套管(9)，套管(9)在固定在安装座(7)内侧，热电极(10)末端外侧设置有衬套(13)，衬套(13)中填充有环氧树脂(16)，偶丝位于环氧树脂(16)至输出端的部分外套有聚四氟乙烯套管(14)。
2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机用高温传感器，其特征在于，安装座(7)为管状，包括第一安装部(71)和设置在第一安装部末端的第二安装部(72)，第一安装部(71)首端为台阶结构，接管嘴(4)的末端固定连接在第一安装部(71)的台阶上，第一安装部(71)的末端设置有突出部，自台阶处至突出部，第一安装部(71)的形状为空心圆台，第二安装部(72)与突出部的末端连接，第二安装部(72)为筒体。
3.根据权利要求2所述的一种燃气轮机用高温传感器，其特征在于，突出部上设置有用于将传感器固定在燃气轮机的制定位置的销子(8)。
4.根据权利要求1所述的一种燃气轮机用高温传感器，其特征在于，套管(14)外套有弹簧(15)，弹簧(15)首端与环氧树脂(16)相接。
5.根据权利要求1所述的一种燃气轮机用高温传感器，其特征在于，小绝缘管(6)通过高温无机粘结剂(11)固定在安装座(7)内。
6.根据权利要求1所述的一种燃气轮机用高温传感器，其特征在于，小绝缘管(6)伸出的偶丝与热电极(10)相接处填充有耐高温玻璃粉(12)。
7.根据权利要求1所述的一种燃气轮机用高温传感器，其特征在于，大绝缘管(5)和小绝缘管(6)均采用陶瓷绝缘管。
8.根据权利要求1所述的一种燃气轮机用高温传感器，其特征在于，接管嘴(4)和安装座(7)的材料均为高温合金。
9.根据权利要求1所述的一种燃气轮机用高温传感器，其特征在于，偶丝的直径为
1.8mm，产品设计时明确热电极偶丝长度为1000mm。

说明书全文

一种燃气轮机用高温 传感器

技术领域

[0001] 本发明属于高温场所测温技术领域，具体涉及一种燃气轮机用高温传感器。

背景技术

[0002] 燃气轮机用高温传感器，在燃气轮机使用过程中使用环境恶劣，故障率高。

[0003] 在大型燃气轮机的排气扩散段，需要安装高温传感器用于测量燃机燃烧做功后乏气的温度，其温度范围在0-800摄氏度。现有技术中，用于该排气扩散段的高温传感器均为进口产品，其价格昂贵，供货周期较长，不利于我国相关产业的发展和技术改进。

[0004] 在高温传感器国产化阶段，要求高温传感器具有耐高温性能，以满足排气扩散段的高温工作环境要求；另外，高温传感器在机组运行过程中振动较大，对高温传感器的信号传输稳定性要求较高，并要求高温传感器在恶劣的工作环境下故障率低，从而提高高温传感器的使用寿命。因此，研制出一种耐高温、信号传输稳定、使用寿命长的高温传感器已经成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

[0005] 高温传感器出现最多的故障为热电偶绝缘性能失效或绝缘阻值低的情况。主要原因为高温传感器使用环境，测量距离长，在高温的使用环境下，绝缘管和玻璃粉容易出现碎裂，导致绝缘失效。本发明采用将绝缘管分为多节的设计方式，同时采用高温玻璃粉和高温粘接剂的材料，降低了碎裂引起的绝缘失效故障率。

发明内容

[0006] 为了解决上述问题，本发明提供了一种燃气轮机用高温传感器，耐高温、使用寿命长。

[0007] 为达到上述目的，本发明所述一种燃气轮机用高温传感器包括偶丝，偶丝自首端至末端依次套有大绝缘管、小绝缘管、热电极和聚四氟乙烯套管，大绝缘管设置在接管嘴内，接管嘴与安装座固定连接，小绝缘管设置在安装座内，小绝缘管包括若干段首尾相接的小瓷管，设置在最末端的小瓷管固定在热电极内，热电极外侧套有套管，套管在固定在安装座内侧，热电极末端外侧设置有衬套，衬套中填充有环氧树脂，偶丝位于环氧树脂至输出端的部分外套有聚四氟乙烯套管。

[0008] 进一步的，安装座为管状，包括第一安装部和设置在第一安装部末端的第二安装部，第一安装部首端为台阶结构，接管嘴的末端固定连接在第一安装部的台阶上，第一安装部的末端设置有突出部，自台阶处至突出部，第一安装部的形状为空心圆台，第二安装部与突出部的末端连接，第二安装部为筒体。

[0009] 进一步的，突出部上设置有用于将传感器固定在燃气轮机的制定位置的销子。

[0010] 进一步的，套管外套有弹簧，弹簧首端与环氧树脂相接。

[0011] 进一步的，小绝缘管通过高温无机粘结剂固定在安装座内。

[0012] 进一步的，小绝缘管伸出的偶丝与热电极相接处填充有耐高温玻璃粉。

[0013] 进一步的，大绝缘管和小绝缘管均采用高温传感器用陶瓷绝缘管。

[0014] 进一步的，绝缘管粘结材料为高温无机粘结剂。

[0015] 进一步的，接管嘴、安装座材料均为高温合金。

[0016] 与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果，本发明在感温元件铠装高温传感器上设置外保护管和保护套管，满足了排气扩散段的高温工作环境要求，可避免机组运行过程中震动效应对高温传感器的影响，提高了高温传感器的使用寿命，且信号传输稳定。在高温传感器的测量端焊接有密封保护套，可防止高温介质泄露，例如燃烧过的天然气损坏高温传感器及高温传感器接头和造成人员伤害，绝缘管由若干段小瓷管相接而成，当传感器处于高温环境时不易破裂，延长了产品的使用寿命。

[0017] 进一步的，安装座为管状，包括第一安装部和设置在第一安装部末端的第二安装部，第一安装部首端为台阶结构，接管嘴的末端固定连接在第一安装部的台阶上，第一安装部的末端设置有突出部，自台阶处至突出部，第一安装部的形状为空心圆台，第二安装部与突出部的末端连接，第二安装部为筒体。安装座设置的突出部位用于定位高温传感器的安装位置，突出部位刚好卡在机匣安装边。突出部位既能保证测量空气温度的准确性又能保证快速定位安装位置，方便操作又是一种防错设计，防止工人在操作中安装的偏离合适位置，造成的高温传感器的过热或者测量不准确情况。锥体的设计使得高温转速传感器和机匣壳体结合更紧密，密封效果更好，防止了高温气体的泄露。

[0018] 进一步的，套管外套有弹簧，弹簧首端与环氧树脂相接，弹簧对套管起定位作用，当套管受到外力的作用时，弹簧可以缓冲外力的作用，防止套管受到损坏。

[0019] 进一步的，小绝缘管通过高温无机粘结剂固定在安装座内，它既能耐高温又能耐低温，成本低，不易老化，结构简单，粘结度高，均可满足测温范围内的使用要求，测温端可在测温范围内长期工作。

[0020] 进一步的，小绝缘管伸出的偶丝与热电极相接处填充有耐高温玻璃粉，硬度高、粒径分布均匀。

[0021] 进一步的，大绝缘管和小绝缘管均采用高温传感器用陶瓷绝缘管，陶瓷绝缘管具有邮箱的耐高温和电绝缘性能，使用寿命长。

[0022] 进一步的，接管嘴、安装座材料均为高温合金，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。附图说明

[0023] 图1为传感器结构示意图；

[0024] 图2为测温端结构示意图；

[0025] 图3为封结端结构示意图；

[0026] 附图中：1、测温端，2、封结端，3、输出端，4、接管嘴，5、大绝缘管，6、小绝缘管，7、安装座，8、销子，9、套管，10、热电极，11、高温无机粘结剂，12、耐高温玻璃粉，13、衬套，14、套管，15、弹簧，16、环氧树脂。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

[0028] 参照图1，一种燃气轮机用高温传感器包括依次连接的测温端1、封结端2和输出端3，偶丝自测温端1延伸至输出端3。

[0029] 参照图2，测温端1主要包括偶丝、接管嘴4、大绝缘管5、小绝缘管6、安装座7、定位销8、套管9、热电极10、高温无机粘结剂11和耐高温玻璃粉12，接管4的首端设置有方形凹槽，安装座7为管状，包括第一安装部和设置在第一安装部末端的第二安装部，第一安装部首端为台阶结构，接管嘴4的末端固定连接在第一安装部的台阶上，第一安装部的末端设置有突出部，突出部上设置有用于将传感器固定在燃气轮机的制定位置的销子8，自台阶处至突出部，第一安装部的形状为空心圆台，第二安装部与突出部的末端连接，第二安装部为筒体。

[0030] 偶丝外自首端至末端套有大绝缘管5、小绝缘管6和热电极10、偶丝首端外套有大绝缘管5，大绝缘管5首端与接管嘴4内侧的台阶面相接，末端与安装座7首端相接，小绝缘管6通过高温无机粘结剂11固定在安装座7内，小绝缘管6包括7段首尾相接的小瓷管，设置在最末端的小瓷管通过高温无机粘结剂11固定在热电极10内，最末端的小瓷管伸出的偶丝与热电极10相接处填充有耐高温玻璃粉12，热电极10外侧套有套管9，套管9焊接固定在安装座第二安装部内。

[0031] 参照图3，封结端包括偶丝、焊接在热电极10外的衬套13，衬套13一端通过热电极10外的台阶定位，热电极10的末端设置有环氧树脂16，环氧树脂16填充在衬套13内，偶丝位于衬套13至输出端的部分外套有套管14，套管14为聚四氟乙烯聚四氟乙烯套管14外套有弹簧15，弹簧15首端与环氧树脂16相接。

[0032] 传感器使用的接管嘴、安装座材料为高温合金，大绝缘管5、小绝缘管6均采用高温传感器用陶瓷绝缘管，偶丝材料为镍铬合金丝或镍硅合金丝，绝缘管粘结材料为高温无机粘结剂，均可满足测温范围内的使用要求，测温端可在测温范围内长期工作。热电极偶丝的直径为1.0-2.5mm产品设计时明确热电极偶丝长度为800--1200mm，通过计算得出传感器电阻值约为0.88Ω，满足使用要求。

[0033] 传感器的高低温要求主要考核传感器在规定的高、低温条件下贮存和工作的适应性。传感器的高温环境温度为250℃(输出端200℃)，低温环境温度为-50℃，均能满足环境温度使用要求。

[0034] 高温传感器的制造方法如下：

[0035] 测温端制作：

[0036] 步骤1、将大绝缘管5置于接管嘴4内，安装座7与接管嘴4装配后氩弧焊一圈定位，定位销8装入安装座7上的预留孔后激光焊接，形成接管嘴组合；

[0037] 步骤2、铠装偶剥丝、去除氧化镁粉留下了镍铬-镍硅合金，套管9套在铠装偶外，氩弧焊一圈将套管和铠装壳体焊接；

[0038] 步骤3、在偶丝出头处填耐高温玻璃粉12，烧结后密封铠装偶测温端；

[0039] 步骤4、偶丝上依次套上2-10段小瓷管，最末端的小瓷管通过高温无机粘结剂11固定在热电极10内，用氩弧焊将正负极偶丝与接线端焊接在一起，形成高温传感器装配组件；

[0040] 步骤5、在高温传感器装配组件的小瓷管外圆面涂抹高温无机粘结剂11，插入接管嘴4组合，通过安装座7内孔的台阶定位，连接位置用氩弧焊一圈连接；

[0041] 步骤6、安装座7与套管9连接位置氩弧焊一圈固定；

[0042] 步骤7、封结端主要包括热电极10、衬套13、聚四氟乙烯套管14、弹簧15、环氧树脂16和零部件。

[0043] 封结端的装配过程如下：

[0044] 步骤1、衬套13套在不锈钢套壳体外，通过铠装偶上的台阶定位，衬套13与铠装偶连接位置氩弧焊一圈；

[0045] 步骤2、偶丝上套聚四氟乙烯套管14，将弹簧15套在偶丝上，在衬套13内灌环氧树脂16，环氧树脂16固化后实现聚四氟乙烯套管14与弹簧15定位。

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