濕熱箱用鎧裝熱電偶制作工藝規范

[摘要]針對工業企業環境中濕熱箱對鎧裝熱電偶的需求，根據熱電偶的結構特征和材料選取，系統地對其制作工藝規范展開探討，并提出在加工制作過程中的注意事項，為更好地生產制造可靠的鎧裝熱電偶及濕熱箱提供指導。
1前言
      濕熱箱主要用于溫度應力檢測、溫度篩選、可靠性測試等，常應用在航空航天、國防軍工、電工電子、儀器儀表及石油化工等領域。WI02-01-13型濕熱箱采用新型制冷模式，單級壓縮機即可實現-80~150℃任意溫度調節。
      鎧裝熱電偶是一種溫度傳感器，具有精度高、響應速度快、熱性能好、體積小、不怕彎曲、結構堅實、機械性能高、抗震、耐高壓沖擊、耐介質化學腐蝕性能好等特點[1]。1955年荷蘭研制出第一支鎧裝熱電偶，此后，世界各國在實體型溫度傳感器的研發方面取得了發展。目前，鎧裝熱電偶被廣泛地應用在科研、生產及開發等領域[2]。
      WI02-01-13型濕熱箱所使用的鎧裝熱電偶主要是由熱電偶絲、鎧裝套管、內絕緣保護層以及熱收縮封裝套管組成，其主要結構如圖1，2所示。

圖2
2鎧裝熱電偶制作流程
      鎧裝熱電偶的制作一般包括原材料的準備，偶絲焊接、偶絲保護和鎧裝偶絲等[3]。其制作流程如圖3所示。

2.1熱電偶原材料的準備
熱電偶制作所需原材料如表1所示。

2.2熱電偶制作步驟與方法
2.2.1偶絲焊接前的處理
     使用刀片(剪刀)等工具剝開外層玻璃纖維，偶絲裸露部分長度約為1cm，將偶絲的待焊端氧化層清除干凈，把兩根偶絲并在一起，用平嘴鉗將其夾平整，預留焊接夾鉗位置，以并排的形式準備焊接。
2.2.2偶絲的焊接
     將兩根材質不同的偶絲并排焊接在一起，使其在測量端形成一個焊牢固、表面光滑，無氣孔、無夾渣的焊點直徑約為電極直徑兩倍的圓形小球。采用熱電偶點焊機對其焊接，焊接嚴格按照《熱電偶點焊機操作規程和流程》進行操作。操作過程中應注意以下幾點[4]：
(1)使用專用熱電偶夾鉗，并且佩戴防護眼鏡操作。
(2)焊接過程中保證氬氣通暢，并且提前確通氬氣，氬氣調整至最大處，焊接前旋轉熱能調節按鈕至38~41之間[5]。

2.2.3焊接端(測量端)的保護
      使用氟塑料熱縮管φ2.4，將熱縮管(約2cm長)封套熱電偶接觸點(測量端)，然后使用熱吹風或者放入高溫箱內熱縮，如圖7所示。

2.2.4偶絲裝入金屬套管
       將保護好的偶絲單支或者雙支裝入金屬套管內，深入到套管底部(需事先做好標記長度)，過程中可撒入少量滑石粉增加偶絲潤滑性[6]，若是雙支裝入金屬管內需避免交叉層疊伸入，如圖8所示。

       等確認偶絲完全伸進后，用長度為3cm左右的熱縮管將金屬套管與偶絲固定，套入金屬部分的長度為2cm左右，熱縮過程中注意溫度的控制，熱縮時間不宜過長，見其有明顯的熱縮效果時可停止[7]，批量制作時放入高溫箱熱縮時應該注意：
(1)放入前確保除偶絲、金屬管、熱縮管外沒有其他物質帶入箱內。
(2)待高溫箱溫度達到80℃后將待熱縮的熱電偶小心放進箱內，再把箱內溫度設為120℃，加熱恒定五分鐘后恢復箱內至常溫后取出，輕微扯動金屬管與偶絲，確認不能抽出。
2.2.5絕緣電阻檢測
     制作完成的熱電偶需要進行絕緣電阻的測量，使用兆歐表，測量電壓為500V，測量“L”端接熱電偶絲，“E”端夾住金屬外殼[8]，測量結果應大于1000MΩ，測量過程中應該保證金屬外殼清潔干燥，并且正確使用兆歐表。
3鎧裝熱電偶注意事項
(1)根據自編熱電偶型號，選擇材料(套管直徑、熱縮管、長度選擇等)
(2)為避免偶絲吸入潮氣而使絕緣電阻降低，所以鎧裝熱電偶套管切口應及時密封。