一種微波加熱設備專用氣體采集與溫度測量復合采樣管的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種微波加熱設備用氣體采集與溫度測量復合采樣管。所述復合采樣管部分包括溫度顯示儀（溫控儀），K型熱電偶，熱電偶套管，端蓋，外防護層，陶瓷管，陶瓷管套筒，布風孔，布風采樣嘴，保溫材料。復合采樣管與大氣采樣器配合完成采樣和測溫功能。實際使用證明，該復合采樣管微波屏蔽性能優良，熱電偶、溫控儀和大氣采樣器工作穩定，測溫精度高，滿足了微波加熱狀態下微波加熱設備反應腔內氣體采樣和測溫需求，具有價格便宜，測溫靈敏，測溫精度高，使用方便等特點。該復合采樣管在不需要氣體采樣時，可單獨作為溫度測量裝置使用。
【專利說明】
一種微波加熱設備專用氣體采集與溫度測量復合采樣管
技術領域
[0001] 本發明涉及一種微波加熱設備用氣體采集與溫度測量復合采樣管，是一種測溫精 度較高、價格較低的裝置，可用于微波高溫燒結設備、微波烘干設備、微波滅菌設備、微波殺 青設備、微波熱解設備、橡膠微波脫硫設備等。
【背景技術】
[0002] 在微波能應用領域，我國已經形成了較成熟的微波設備設計、制造和應用市場，微 波加熱技術已經廣泛應用到農業、食品、醫療、環保等行業。微波中藥烘干、微波滅菌、微波 熱解等設備中需要對揮發出來的氣氛進行采集和分析，同時也需要較高的測溫精度。單從 微波設備測溫方面來看，紅外測溫、光學測溫等非接觸式測溫實際應用較多，但微波加熱設 備工作時，高溫、高濕、反光的環境對非接觸式測溫影響很大，致使其測溫精度下降，微波加 熱設備內部微波能量分布不均衡，紅外測溫探頭的安裝位置也直接影響測溫精度，同時，紅 外測溫等測溫儀器價格較高，增加了微波設備的制造成本。熱電偶測溫應用廣泛，價格低 廉，技術成熟，但在微波場內，金屬制成的熱電偶存在肌膚電流、電火花等現象，導致熱電偶 無法直接應用到微波加熱設備內。通常做法是采取間接測溫的形式，將熱電偶放入金屬密 閉空間內，利用熱電偶測量金屬屏蔽層的溫度來間接指示微波加熱介質的溫度，金屬屏蔽 層有一定的厚度，通常與熱電偶探頭間間隔有絕緣材料，需要一定的熱傳導時間，而微波加 熱迅速，升溫速度快，這種測溫方式導致溫度指示儀的溫度指示值低于被測介質實際溫度。 本發明提供了一種結構簡單，價格便宜，專門用于采集微波加熱設備內部氣體樣品和測量 微波加熱設備內部溫度的復合采樣管，采集氣體的方式是利用復合采樣管中空管道與大氣 采樣器相連直接采氣，大氣采樣器上的流量計可以控制采樣體積，中空管道內有測溫探頭， 可準確指示所采氣體的溫度，測溫探頭直接與被測介質接觸，不受微波加熱設備內部高溫、 高濕和反光的影響，測溫靈敏，精度高，測溫成本更低。

【發明內容】

[0003] 本發明的目的在于提供一種微波加熱設備專用氣體采集與溫度測量復合采樣管。
[0004] 本發明提出的微波加熱設備專用氣體采集與溫度測量復合采樣管，包括大氣采樣 器、溫度顯示儀、熱電偶、保溫材料、外保護層、陶瓷管和采樣口，熱電偶插入熱電偶套管內， 外保護層一側設有端蓋，熱電偶套管和陶瓷管穿過端蓋插入外保護層內，陶瓷管位于外保 護層外的部分套有陶瓷管套筒，陶瓷管套筒與端蓋之間連接螺紋連接，熱電偶套管、陶瓷管 和外保護層之間的間隙處填充有保溫材料;外防護層一側進氣部分設有布風孔，另一側設 有布風采樣嘴，用于調節進氣流態和起到屏蔽微波的作用，溫度顯示儀連接熱電偶;大氣采 樣器上布置有流量計和采樣口；位于熱電偶的一端的熱電偶探頭透過陶瓷管前端內壁小孔 與待測介質直接接觸測溫;操作時，將復合采磁管深入微波設備采樣口，保持采樣口與外防 護層間接觸，采集氣體時，將布風采樣嘴與大氣采樣器的采樣口通過管道連接，設定好采樣 時間，采樣流量，開啟氣栗即可進行采樣。
[0005] 本發明中，大氣采樣器主要功能是采集氣體，采氣時，采樣口與布風采樣嘴可以利 用硅橡膠管相連，通過調節流量計控制采樣體積。
[0006] 本發明中，所述熱電偶套管材質為金屬，具體為不銹鋼、銅或鋁材料等中任一種， 熱電偶套管與外防護層間是螺紋連接。
[0007] 本發明中，所述端蓋主要起到密封作用，與外防護層間是螺紋連接。
[0008] 本發明中，所述外防護層為金屬，具體為不銹鋼、銅或鋁材料中任一種。
[0009] 本發明中，所述熱電偶采用K型熱電偶，與溫度顯示儀或溫度控制儀相連。
[0010] 本發明中，所述熱電偶探頭(7)穿過陶瓷管（10)小孔時與陶瓷管（10)間做了耐高 溫密封處理。
[0011] 本發明中，所述布風孔和布風采樣嘴主要是穩定進入陶瓷管內流體狀態，同時也 起到屏蔽微波，減少微波對熱電偶的干擾，提高測溫精度。帶布風孔的外防護層(5)材料可 以是帶孔不銹鋼、銅、鋁等。
[0012] 本發明中，所述保溫材料可以是石棉、硅酸鋁棉或高鋁磚等材料中任一種。 本發明中，所述陶瓷管可以是石英管、高頻陶瓷管或剛玉管等中任一種。
[0013] 本發明中，所述陶瓷管套筒材質可以是不銹鋼、銅或鋁材料中任一種，與外防護層 間是螺紋連接。
[0014] 將普通K型熱電偶線放入熱電偶套管，套管與外防護層間是螺紋連接，陶瓷管與熱 電偶套管平行布置于外防護層內，陶瓷管主要功能是采集氣體時氣體通道，管壁小孔有熱 電偶測溫探頭，陶瓷管外面有陶瓷套管，與外防護層間是螺紋連接。熱電偶套管、陶瓷管與 外防護層間填充有隔熱材料，起到固定陶瓷管和熱電偶套管的作用，同時也可保持熱電偶 線處于相對溫度較低的狀態，提高熱電偶測溫精度，延長其使用壽命。在外防護層進氣部分 設置有布風孔，可調節進氣流態和起到屏蔽微波的作用，在出氣部分有布風采樣嘴，在屏蔽 微波的同時具有連接大氣采樣器采集氣體的功能。
[0015] 本發明的有益效果在于:該復合采樣管微波屏蔽性能優良，熱電偶、溫控儀和大氣 采樣器工作穩定，測溫精度高，滿足了微波加熱狀態下微波加熱設備反應腔內氣體采樣和 測溫需求，具有價格便宜，測溫靈敏，測溫精度高，使用方便等特點。該復合采樣管在不需要 氣體采樣時，可單獨作為溫度測量裝置使用。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發明的結構圖示。
[0017]圖中標號：1為大氣采樣器，2為溫度顯示儀，3為熱電偶套管，4為端蓋，5為外防護 層，6為熱電偶，7為熱電偶探頭，8為布風孔，9為保溫材料，10為陶瓷管，11為陶瓷管套筒，12 為布風采樣嘴，13為采樣口，14為流量計。
【具體實施方式】
[0018] 下面通過實施例結合附圖進一步說明本發明。
[0019] 實施例1: 氣體采樣和采樣流量控制由大氣采樣器1及其上面布置的采樣口 13和流量計14完成， 采樣口 13與該復合采樣管中布風采樣嘴12利用硅橡膠管相連，布風采樣嘴12和外防護層5 上的布風孔8間靠陶瓷管10連通，陶瓷管10的右端壁面開有小通孔，供熱電偶6的熱電偶探 頭7通過，熱電偶6從熱電偶套管3內部穿過，與溫度顯示儀2相連，提供采集溫度的指示。該 復合采樣管外層部分是由陶瓷管套筒11及在端部與其利用螺紋連接的端蓋4,與端蓋連接 的外防護層5,保溫部分由外防護層5與陶瓷管10間填充的保溫材料9構成。
[0020]本發明的操作過程如下： 將復合采樣管深入微波設備采樣口，保持采樣口與采樣管外防護層間優良的金屬接 觸，減少放電現象的發生，固定好采樣管，采集氣體時，將布風采樣嘴與大氣采樣器進氣口 用硅膠管連接，設定好采樣時間，采樣流量，開啟氣栗即可進行采樣，大氣采樣器出氣口連 接氣體采樣袋或在線氣體分析儀進行數據分析，也可以在硅膠管間接入各種類型的活性炭 采樣管進行氣體富集采樣。采集溫度時，將熱電偶與溫度控制儀和溫度顯示儀相連，測溫部 分可以采取主動式測溫，也可采取被動式測溫，主動式測溫時，開啟與復合采樣管相連的大 氣采樣器氣栗，設定好采樣流量，直接采集反應腔內微波加熱揮發出的氣體溫度，被動測溫 時，直接將復合采樣管深入微波設備采樣口即可直接測溫，與普通熱電偶測溫相同。
[0021 ]表1復合采樣管微波加熱設備內部氣氛采樣參數對比
【主權項】
1. 微波加熱設備專用氣體采集與溫度測量復合采樣管，包括大氣采樣器、溫度顯示儀、 熱電偶、保溫材料、外保護層、陶瓷管和采樣口，其特征在于熱電偶插入熱電偶套管內，外保 護層一側設有端蓋，熱電偶套管和陶瓷管穿過端蓋插入外保護層內，陶瓷管位于外保護層 外的部分套有陶瓷管套筒，陶瓷管套筒與端蓋之間連接螺紋連接，熱電偶套管、陶瓷管和外 保護層之間的間隙處填充有保溫材料;外防護層一側進氣部分設有布風孔，另一側設有布 風采樣嘴，用于調節進氣流態和起到屏蔽微波的作用，溫度顯示儀連接熱電偶;大氣采樣器 上布置有流量計和采樣口；位于熱電偶的一端的熱電偶探頭透過陶瓷管前端內壁小孔與待 測介質直接接觸測溫;操作時，將復合采磁管深入微波設備采樣口，保持采樣口與外防護層 間接觸，采集氣體時，將布風采樣嘴與大氣采樣器的采樣口通過管道連接，設定好采樣時 間，采樣流量，開啟氣栗即可進行采樣。2. 根據權利要求1所述的微波加熱設備專用氣體采集與溫度測量復合采樣管，其特征 在于大氣采樣器主要功能是采集氣體，采氣時，采樣口與布風采樣嘴利用硅橡膠管相連，通 過調節流量計控制采樣體積。3. 根據權利要求1所述的微波加熱設備專用氣體采集與溫度測量復合采樣管，其特征 在于所述熱電偶套管材質為金屬，具體為不銹鋼、銅或鋁材料等中任一種，熱電偶套管與外 防護層間是螺紋連接。4. 根據權利要求1所述的微波加熱設備專用氣體采集與溫度測量復合采樣管，其特征 在于所述端蓋起到密封作用，與外防護層間是螺紋連接。5. 根據權利要求1所述的微波加熱設備專用氣體采集與溫度測量復合采樣管，其特征 在于所述外防護層為金屬，具體為不銹鋼、銅或鋁材料中任一種。6. 根據權利要求1所述的微波加熱設備專用氣體采集與溫度測量復合采樣管，其特征 在于所述熱電偶采用K型熱電偶，與溫度顯示儀或溫度控制儀相連。7. 根據權利要求1所述的微波加熱設備專用氣體采集與溫度測量復合采樣管，其特征 在于所述熱電偶探頭穿過陶瓷管小孔時與陶瓷管間做了耐高溫密封處理。8. 根據權利要求1所述的微波加熱設備專用氣體采集與溫度測量復合采樣管，其特征 在于所述布風孔和布風采樣嘴主要是穩定進入陶瓷管內流體狀態，同時也起到屏蔽微波， 減少微波對熱電偶的干擾，提高測溫精度，帶布風孔的外防護層材料是不銹鋼、銅或鋁材料 中任一種。9. 根據權利要求1所述的微波加熱設備專用氣體采集與溫度測量復合采樣管，其特征 在于所述保溫材料是石棉、硅酸鋁棉或高鋁磚材料中任一種。10. 根據權利要求1所述的微波加熱設備專用氣體采集與溫度測量復合采樣管，其特征 在于所述陶瓷管是石英管、高頻陶瓷管或剛玉管中任一種。11. 根據權利要求1所述的微波加熱設備專用氣體采集與溫度測量復合采樣管，其特征 在于所述陶瓷管套筒材質是不銹鋼、銅或鋁材料中任一種，與外防護層間是螺紋連接。
【文檔編號】G01N1/24GK105973503SQ201610537775
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月11日
【發明人】賀文智, 趙敏, 趙辰, 李光明, 朱昊辰, 黃菊文
【申請人】同濟大學