摘 要：熱電偶探頭是溫度測量儀表中常用的測溫元件，它直接測量溫度，并把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動勢信號，通過電氣儀表（二次儀表）轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。對于高壓鑄造環(huán)境來說，現(xiàn)有的熱電偶探頭結(jié)構(gòu)不合理，為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本項目設(shè)計一種適用于高壓鑄造測溫的熱電偶探頭，以減小熱電偶探頭對高壓鑄造過程的影響。
熱電偶探頭就是利用熱電效應(yīng)來工作的。[1]熱電偶探頭是溫度測量儀表中常用的測溫元件，它直接測量溫度，并把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動勢信號，通過電氣儀表（二次儀表）轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。[2]各種熱電偶探頭的外形常因需要而極不相同，但是它們的基本結(jié)構(gòu)卻大致相同，通常由熱電極、絕緣套保護(hù)管和接線盒等主要部分組成，通常和顯示儀表、記錄儀表及電子調(diào)節(jié)器配套使用。現(xiàn)有的熱電偶探頭結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，因此，需要設(shè)計一種適用于高壓鑄造測溫的熱電偶探頭，以減小熱電偶探頭對高壓鑄造過程的影響。
1 熱電偶工作原理
對模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析之后，在模具的相應(yīng)部位設(shè)計并加工出熱電偶的安裝位置，熱電偶測溫點與模具溫度表面相距約有25mm（為保證模具沖刷強(qiáng)度），安裝之后熱電偶與模具無間隙接觸。熱電偶通過傳感線聯(lián)接到 TP700- 16/TP700- 40 多路溫度測試儀并儲存溫度數(shù)據(jù)。[3]熱電偶探頭實物如圖 1 所示。
shou先將熱電偶固定在螺紋套筒上，再通過螺連接到模具上，熱電偶探頭與模具表面剛好接觸；熱電偶補(bǔ)償饋線是集中在防
水快插芯上的，模具段端選用公頭，并在插芯封殼上標(biāo)記編號用以區(qū)分檢測位置點，溫度記錄儀連接母頭插芯上面也標(biāo)記對應(yīng)編號；當(dāng)熱電偶感應(yīng)溫度后以電波的形式通過補(bǔ)償饋線傳輸?shù)綔囟葍x，接收到信號后處理成數(shù)字顯示記錄出該點的溫度情況，同時當(dāng)溫度高于或低于設(shè)置溫度時反饋給報警裝置。熱電偶探頭與模具接觸點離成型表面有 25mm 的距離，有一定的溫度差，因此，采用另一個熱電偶在壓鑄后直接接觸該點成型表面檢測 出溫度。[4]熱電偶工作原理如圖 2 所示。
熱電偶探頭設(shè)計方案
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種適用于高壓鑄造測溫的熱電偶探頭。
此熱電偶探頭通過下述方案實現(xiàn)：
一種適用于高壓鑄造測溫的熱電偶探頭，包括熱電偶絲和與之連接的導(dǎo)線，在熱電偶絲和導(dǎo)線的外部套接有保護(hù)套，在保護(hù)套的外部設(shè)有合金保護(hù)頭，在導(dǎo)線上設(shè)有熔斷器，在導(dǎo)線上還設(shè)有放大電路，在導(dǎo)線上對應(yīng)連接預(yù)警燈。
保護(hù)套包括通過螺紋連接的前端保護(hù)套和后端保護(hù)套，在前端保護(hù)套外部設(shè)有合金保護(hù)頭。熔斷器設(shè)置在前端保護(hù)套與后端保護(hù)套的連接處。熱電偶絲、熔斷器、放大電路和預(yù)警燈依次按順序連接。合金保護(hù)頭與彈性密封環(huán)對應(yīng)連接，彈性密封環(huán)與保護(hù)套對應(yīng)過盈配合。在保護(hù)套上院秒合金保護(hù)頭的一端設(shè)有連接頭和插接頭。
3 實施方式
結(jié)合圖 3 對本設(shè)計的實施進(jìn)一步說明：
這種適用于高壓鑄造測溫的熱電偶探頭，包括熱電偶絲 1和與之連接的導(dǎo)線 2，在熱電偶絲 1 和導(dǎo)線 2 的外部套接有保護(hù)套 3，保護(hù)套 3 的外部設(shè)有合金保護(hù)頭 4，導(dǎo)線 2 上設(shè)有熔斷器5，導(dǎo)線上設(shè)有熔斷器，探測的溫度過高穿過限定值時，熔斷器自動熔斷，防止造成更大的損失，而熔斷器處設(shè)有螺紋連接頭，方便對熔斷器進(jìn)行更換。導(dǎo)線 2 上還設(shè)有放大電路 6，導(dǎo)線 2 上對應(yīng)連接預(yù)警燈 7。放大電路可以對溫度差產(chǎn)生的熱電勢進(jìn)行放大，使得溫度檢測結(jié)果更加精que。[5]
保護(hù)套 3 包括通過螺紋連接的前端保護(hù)套 31 和后端保護(hù)套 32，在前端保護(hù)套 31 外部設(shè)有合金保護(hù)頭 4。熱電偶探頭設(shè)有合金保護(hù)頭，通過合金材料制備的合金保護(hù)頭可以對熱電偶絲及其附屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行徹底的保護(hù)，防止在高溫高壓下發(fā)生損壞，延長了使用壽命。
熔斷器 5 設(shè)置在前端保護(hù)套 31 與后端保護(hù)套 32 的連接處。熱電偶絲 1、熔斷器 5、放大電路 6 和預(yù)警燈 7 依次按順序連接。合金保護(hù)頭 4 與彈性密封環(huán) 8 對應(yīng)連接，彈性密封環(huán) 8 與保護(hù)套 3 對應(yīng)過盈配合。在保護(hù)套 3 上院秒合金保護(hù)頭 4 的一端設(shè)有連接頭 9 和插接頭 10。在使用時通過插接頭或者連接頭將本探頭連接在工作面上，將導(dǎo)線連接到檢測電路上，對探頭檢測到溫度數(shù)值進(jìn)行顯示，關(guān)于熱電偶探頭與檢測電路的連接關(guān)系以及檢測電路的原理和結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有公知技術(shù)，在此不再贅述。
4 結(jié)論
此熱電偶探頭的有益效果為：
（1）此熱電偶探頭是一種適用于高壓鑄造測溫的熱電偶探頭，設(shè)有合金保護(hù)頭，通過合金材料制備的合金保護(hù)頭可以對本熱電偶探頭的熱電偶絲及其附屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行徹底的保護(hù)，防止在高溫高壓下發(fā)生損壞，延長了熱電偶探頭的使用壽命。
（2）此熱電偶探頭是一種適用于高壓鑄造測溫的熱電偶探頭，在導(dǎo)線上設(shè)有熔斷器，在探測的溫度過高穿過限定值時，熔斷器自動熔斷，防止造成更大的損失，而熔斷器處設(shè)有螺紋連接頭，可以方便對熔斷器進(jìn)行更換。
（3）此熱電偶探頭是一種適用于高壓鑄造測溫的熱電偶探頭在導(dǎo)線上還設(shè)有放大電路，放大電路可以對溫度差產(chǎn)生的熱
電勢進(jìn)行放大，使得溫度檢測結(jié)果更加精que，顯著提高熱電偶探頭的使用體驗。
此熱電偶探頭是一種適用于高壓鑄造測溫的熱電偶探頭，包括熱電偶絲和與之連接的導(dǎo)線，在所述熱電偶絲和導(dǎo)線的外部套接有保護(hù)套，在所述保護(hù)套的外部設(shè)有合金保護(hù)頭，在所述導(dǎo)線上設(shè)有熔斷器，在所述導(dǎo)線上還設(shè)有放大電路，在所述導(dǎo)線上對應(yīng)連接預(yù)警燈。
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