定温条件用的宽量程热偶规管

摘要

本发明属于低真空测量传感器——热偶规管。采用独特的结构，克服了对流及辐射对热偶规管定温曲线在1KPa—10KPa区间的影响，使4KPa—10KPa区间的加热电流的变化比现有热偶规管扩大2.5—3.5倍。实现了从0.1Pa—100KPa的高精度全量程自动测试(配用高稳定性、数显定温式真空计)。

说明书

本发明属于低真空测量用的传感器-热偶规管。

本发明与现有的热偶真空规管的原理相同。是在定温条件下，使热电偶的测温端的温度在整个测量范围保持不变，利用压强与加热电流之间的函数关系，通过测试加热电流来得知压强。但是，现有热偶规管的结构，在1KPa-10KPa范围的定温曲线（压强-加热电流函数关系），由于对流、热辐射的影响，造成曲线的突升，使读数误差大大增加，约≥±60%，因此现有热偶规管不适合于在1KPa以上的低真空测量。而这一范围在医药卫生、食品保鲜、真空冶炼、充气管的生产与研究、卫星的真空模拟试验等领域却很急需。而使用水银真空计又存在着使用不方便、生产污染等严重问题。

本发明的目的是为了解决现有热偶真空规在低真空测量中存在的问题，满足上述领域对低真空测量的急需。因此，该发明采用了新的结构，解决了在1KPa-10KPa范围内，由于对流、热辐射的传热方式造成原有热偶管的定温（压强-加热电流的函数关系）曲线的突升，从而实现在0.1Pa-100KPa（甚至更高压强）的测试。

本发明的具体内容及方案：

1  见图3所示，将加热丝b成V字形置于热电偶a的正上方。

2  在加热丝与热电偶之间加上不透明材料的隔热片②如图3，其不透明材料可以是金属、塑料、陶瓷等材料。

3  加大热电偶的测温端的散热面积，如图3的③。具体是加上金金属小片（φ0.5-2mm）或金属短丝（1＞1-5mm）。

使得在1KPa-10KPa范围，减小了加热丝通过对流、辐射对热电电偶测温端的传热（利用方案①、②），加大了热电偶测温端的散热（利用方案③），使得在这个压强区间，加热电流的变化比现有热偶真空规加大了2.5-3.5倍。

优点及效果：本发明方案简单易行，便于生产，而且效果显著，产品的重复性好且稳定性高。

由于采用了图3所示的特殊结构，使得在4KPa-10KPa压强区间的加热电流变化大于现有规管的2.5-3.5倍见图1与图2，大大提高了读数精度，实现了0.1Pa-100KPa的全量程测试。满足了医药卫生、食品保鲜、真空冶金、充气管的生产与研究、卫星真空模拟试验、低真空的付标级传感器等的急需。

附图说明：

图1  现有热偶规的定温曲线

图2  本发明的宽量程热偶规管的定温曲线

图3  本发明的结构特征

a  热电偶

b  加热丝

分别采用以下三个方案：

①  使用时，热偶规管的加热丝在热电偶上方（其热电偶与V形加热丝平面之交角可以在0°-90°之间）。

②  在加热丝与热电偶的间加不透明的隔热片。

③  在热电偶的测温端焊上金属小片（φ0.5-2mm）、金属短丝（1＞1-5mm）来加大测温端的散热面积。

实施例：

现已按上述第①、②、③方案及图示结构，在本厂试生产了几支样管。经计量部门测试，证明完全实现了本发明的目的。而且经单管标定后，配上本厂研制的高稳定性的数显定温式真空计，实现了全量程自动测量，整体读数误差≤±10%。（两位有效数显示数值1.0-9.9，一位显示量程：E-1-E5）。