专利名称：铠装热电偶材料的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测温热电偶用的一种铠装热电偶材料。
上海科学技术出版杜1988年10月第一版出版的《常用电工材料》第1165页介绍了铠装热电偶材料的结构，这种铠装热电偶材料，其热电偶的单极丝之间用氧化镁填料绝缘，装入金属套管内，经拉拔缩径制成坚实的组合件。根据使用要求，这种组合件的外径为φ8至φ0.25mm，长度可达几十米，可自由弯曲，制成的铠装热电偶，不受介质侵蚀，耐压高，耐冲击，耐振动，感温灵敏，能安装到复杂的测温部位，因而得到广泛应用。
然而，按照上述结构，难以实现超低温测量用的铠装热电偶材料。因为能适应-270°～0℃的超低温测量的热电偶丝通常为镍铬-金铁丝或铜-金铁丝，金铁丝的化学成分为Au+原子百分比0.07Fe，易受导热良好的绝缘填料氧化镁的侵蚀而改变其热电性能。同时金铁丝的线径仅0.2mm，在热电偶材料铠装时，金属套管内的氧化镁填料发生形变，形变产生的挤压力、摩擦力作用在机械性能较差的金铁丝表面，会造成金铁丝表面的磨损，拉毛，甚至断裂而报废。
为此，本实用新型的目的是提供一种用于超低温测量热电偶用的铠装热电偶材料，它能克服氧化镁填料对金铁丝的侵蚀，减轻或消除在铠装成形中对金铁丝的机械伤害。
本实用新型是这样实现的，所提供的铠装热电偶材料，具有氧化镁材质的柱形填料，填料中沿其轴线方向至少有一组孔，每组孔有两个分隔一定距离的通孔，在每组孔组的两个通孔中分别穿有构成热电偶丝的镍铬单极丝、金铁单极丝或纯铜单极丝、金铁单极丝，在所述填料外套有金属套管，所述的单极丝与通孔之间及所述填料与金属套管之间为紧配合，所述每根单极丝外表面上有保护层。
所述保护层为塑料包复层。
所述保护层也可以为漆包层和塑料包复层的双层结构。
本实用新型的铠装热电偶材料，由于构成热电偶丝的单极丝表面上有保护层，将带来以下三个好处其一是保护层使金铁单极丝与填料中氧化镁材料被隔开，避免了氧化镁材料对金铁单极丝表面的侵蚀污染。其二是加了保护层后，使热电偶丝，特别是金铁单极丝的刚度和坚牢度得到提高，避免因操作不慎损伤热电偶丝；制造时，也便于将金铁单极丝穿在填料的通孔中，且不损伤单极丝的金属表面。其三是在铠装时，金属套管内的填料发生形变，形变所产生的对热电偶丝的摩擦、挤压力被保护层所缓冲和衰减，从而可显著降低铠装时对热电偶丝，尤其是对金铁单极丝金属表面的机械损伤。
综上所述，本实用新型提供了便于实施的超低温铠装热电偶材料。
以下结合附图和实施方式对本实用新型作进一步详细描述。


图1是本实用新型铠装热电偶材料的结构示意图。
图2是图1沿A-A向的剖视图。
如图1所示，铠装热电偶材料具有一个金属套管1，套管内有用氧化镁材料烧制成的柱形填料2，填料的端面上沿其轴线方向有一个孔组，此孔组具有两个互相隔开一定距离的通孔5,8，在此两个通孔5,8中分别穿有构成一对热电偶丝的镍铬单极丝3和金铁单极丝6。镍铬单极丝的化学成分为10％的Cr，其余为Ni；金铁单极丝的化学成为分Au+原子百分比0.07Fe。镍铬单极丝3和金铁单极丝6的金属表面上各有一个保护层4,7，该保护层为塑料包复层，采用聚四氟乙烯材料，或者为漆色层和塑料包复层的双层结构，以便使热电偶丝的金属表面与氧化镁材料互相隔开，避免氧化镁对金铁单极丝的侵蚀造成的热电势漂移。所述带保护层4的镍铬单极丝3与填料2的通孔5之间、所述带保护层7的金铁单极丝6与填料2的通孔8之间及填料2外表面与套管1内表面之间为紧配合，从而构成了超低温测量热电偶用的铠装电偶材料。
制造时，先将带有保护层的镍铬单极丝3及带有保护层的金铁单极丝6分别穿在柱形填料2的通孔5,8中，然后在填料2外套上金属套管1，置入拉制机的模具中，进行拉拔缩径，套管内径被缩小，使套管1内的柱形填料发生形变，即柱形填料受压粉碎，粉粒位移，充填其内空隙，并被压实成形，使套管、填料及热电偶丝三者成为紧密结合在一起的坚实的组合件。由于热电偶丝的金属表面有塑料包复层保护，在拉拔缩径工艺过程中，可减轻受压粉碎后的填料粒子的挤压、移动而造成对热电偶丝金属表面，尤其是金铁单极丝金属表面的损伤。
当然，也可用纯铜单极丝代替上侧的镍铬单极丝来实施超低温测量热电偶用的铠装热电偶材料，其结构完全与上例相同。
上述的填料中也可以有两个孔组(未图示)，每个孔组中有两个相互分隔一定距离的通孔，在每一孔组的两个通孔中分别有构成一组热电偶丝的镍铬单极丝、金铁单极丝或纯铜单极丝、金铁单极丝，每一单极丝表面有保护层，该保护层为聚四氟乙烯塑料包复层，或者漆包+聚四氟乙烯塑料包复层的双层结构。这种包含两组热电偶丝的铠装热电偶材料，其制成的测温热电偶，可减小测温误差，提高测量精度。
在上述的填料中还可以有三组孔组，装三组完全相同的热电偶丝，以达到对关键测温点精度进行比较与控制的目的。
用上述铠装热电偶材料可制造-270℃～0℃的超低温测温热电偶，广泛用于运载火箭发动机燃料，如液氢、液氧、液氮的温度测量，及其它与低温有关的物理研究部门，如低温超导材料研究的温度测量。
权利要求1．一种铠装热电偶材料，具有氧化镁材质的柱形填料，填料中沿其轴线方向至少有一组孔组，每组孔组有两个分隔一定距离的通孔，在每组孔组的两个通孔中分别有构成一对热电偶丝的镍铬单极丝、金铁单极丝或者纯铜单极丝、金铁单极丝，在所述填料外有金属套管，所述单极丝与通孔之间及所述填料外表面与金属套管之间为紧配合，所述每根单极丝外表面上有保护层。
2．根据权利要求1所述的铠装热电偶材料，其特征在于所述的保护层为塑料包复层。
3．根据权利要求1所述的铠装热电偶材料，其特征在于所述的保护层为漆包层和塑料包复层的双层结构。
4．根据权利要求2至3中任一权利要求所述的铠装热电偶材料，其特征在于塑料包复层采用聚四氟乙烯塑料。
专利摘要本实用新型公开了一种超低温热电偶用的铠装热电偶材料,它具有氧化镁材质的柱形填料,填料中沿轴向至少有一个孔组,每个孔组有两个分隔的通孔,在每组对应的通孔中各有构成热电偶丝的镍铬单极丝、金铁单极丝或纯铜单极丝、金铁单极丝,填料外有金属套管,单极丝与通孔及填料与金属套管之间为紧配合,在每个单极丝表面有保护层,从而克服了氧化镁填料对金铁丝的侵蚀,显著降低了铠装成形中对金铁单极丝表面的损伤。
文档编号G01K1/08GK2435732SQ00241799
公开日2001年6月20日 申请日期2000年7月18日 优先权日2000年7月18日
发明者邹华, 李燕青, 徐祯祥, 王元元 申请人:浙江春晖集团, 绍兴春晖自动化仪表有限公司