一种动态热点型表面热电偶温度报警热敏电缆 技术领域 本发明涉及一种温度传感器， 特别涉及一种动态热点型表面热电偶温 度报警热敏电缆。
背景技术 热敏电缆是一种检测长距离和大范围温度分布状态的线状温度传感 器。 早期的线状温度报警电缆是电阻型和融盐型 ( 亦称开关型 )， 电阻型温度报警电缆只能 检测其沿线存在的平均温度， 无法区分一段长的不太高的温升和一段短的较高温升这两种 情况 ； 融盐型温度报警电缆虽报警精度较高， 但它只能检测温度是否越过报警点， 不能反映 报警前后温度变化趋势。 实际应用中， 不仅需要温度报警， 更重要的是需要对温度变化过程 进行实时监控， 以便提前预警， 防止安全事故的发生。
发明内容 本发明的目的就是针对现有技术的不足， 提供一种能够对长距离线域 和大范围面域进行温度监测与过温报警的动态热点型表面热电偶温度报警热敏电缆。
为实现上述目的， 本发明采用如下技术方案 ：
一种动态热点型表面热电偶温度报警热敏电缆， 包括外管、 热敏材料、 芯线、 连接 件， 芯线、 热敏材料置于外管内部， 连接件密闭固定连接在外管的两端， 其特征在于 ： 所述的 热敏材料为多组分热敏材料 ； 所述的芯线为两条相互平行、 且不相交的相同螺旋线形， 两条 芯线之间填充有多组分热敏材料。
本发明是一种检测长距离和大范围温度分布状态的线状温度传感器， 其线缆具有 任一点感温功能， 传感器始终表征其沿线存在的最高温度。它的基本结构包括一对双铰并 行彼此隔开一定距离纵向延伸的芯线 ( 热电极 )， 芯线 ( 热电极 ) 之间紧密填充的隔离材 料是用特殊工艺制成的具有负电阻温度系数特性的多组分复合陶瓷热敏粉体材料， 最外层 是铠装金属外管。热敏电缆采用特殊工艺制成， 即将具有热敏特性的瓷棒 ( 多组分热敏材 料 )、 芯线 ( 热电极 ) 和外管组装在一起， 通过拉拔加工成所需外径尺寸的热敏电缆 ； 连接 件采用全密封结构， 安全防水 ； 而其它同类产品连接件为接插式， 不防水， 插针、 插孔易腐蚀 导致接触不良， 热电特性漂移造成系统故障， 误警频发 ； 热敏材料即装即用， 无需激活。
优选的， 所述芯线为标准 K 分度号热电偶丝 ； 外管为 Inconel 600 高温合金。
优选的， 所述动态热点型表面热电偶温度报警热敏电缆的测量温度范围为 40℃～ 900℃。
优选的， 所述外管的外径为 2 ～ 3mm。
进一步优选的， 所述外管的外径为 2.5mm。
线缆外径 2 ～ 3mm， 最佳为 2.5mm， 热容量小， 响应时间短。而其它同类产品线缆外 径 3mm 以上， 热容量大， 响应时间长。
优选的， 所述外管弯曲半径为 50mm。
优选的， 所述两条芯线的正极绞接， 两条芯线的负极绞接。 两条芯线之间彼此间隔 一段距离， 增加热敏电缆抗干扰性能。
一种用于权利要求 1 所述的动态热点型表面热电偶温度报警热敏电缆的多组分 热敏材料， 其特征在于由下列重量份的组分制成 ：
氧化铁 ： 30 ～ 45 份 ； 氧化镍 ： 15 ～ 30 份 ； 氧化锰 ： 2～5份； 三氧化二铝 ： 10 ～ 18
份； 三氧化二钴 ： 12 ～ 20 份 ； 氧化镨 ： 5 ～ 10 份。
本发明较现有技术具有以下优点 ；
(1) 本发明所采用的热敏材料为多组分热敏材料， 工艺适应性好， 而其它同类产品 所采用的热敏材料为单组分热敏材料 ；
(2) 本发明所采用的连接件本安防水， 适合我国北方多雪冰冻和南方多雨潮湿的 各种恶劣环境使用， 而其它同类产品连接件为接插式， 不防水， 插针、 插孔易腐蚀导致接触 不良， 热电特性漂移造成系统故障， 误警频发 ；
(3) 本发明所制作的温度监测与报警电缆即装即用， 无需激活， 而其它同类产品在 使用之前需要 10 天左右的激活过程， 使用极为不便 ；
(4) 本发明线缆外径 2-3mm， 最佳为 2.5mm， 热容量小， 响应时间短， 而其它同类产 品线缆外径 3mm 以上， 热容量大， 响应时间长。
本发明一种动态热点型表面热电偶温度报警热敏电缆的有益效果是， 采用的热敏 材料为多组分热敏材料， 工艺适应性好， 本发明所采用的连接件本安防水， 适合我国北方多 雪冰冻和南方的多雨潮湿的各种恶劣环境使用， 传感器即装即用， 无需激活。
附图说明 图 1 是本发明动态热点型表面热电偶温度报警热敏电缆的结构示意 图； 图 1 中， 1 是金属外管， 2 是热敏材料， 3 是热电极 ；
图 2 由本发明动态热点型表面热电偶温度报警热敏电缆制成的温度传感器结构 示意图。
图 2 中， 4 是是接线端子盒， 5 是耐高温密封材料， 6 是补偿导线。
具体实施方式 下面结合附图对本发明作进一步的说明， 但并不因此将本发明限 制在所述的实施例范围之中。
实施例 1
参见图 1， 一种动态热点型表面热电偶温度报警热敏电缆， 包括外管 1、 热敏材料 2、 芯线 3， 热敏材料 2、 芯线 3 置于外管 1 内部， 其特征在于 ： 所述的热敏材料 2 为多组分热 敏材料 ； 所述的芯线 3 为两条相互平行、 且不相交的相同螺旋线形， 两条芯线 3 之间填充有 多组分热敏材料 2。
所述芯线 3 为标准 K 分度号热电偶丝 ； 外管 1 为 Inconel 600 高温合金。
所述动态热点表面热电偶型温度报警热敏电缆的测量温度范围为 40℃～ 900℃
所述外管 1 的外径为 2.5mm。
所述外管 1 弯曲半径为 50mm。
所述两条芯线 3 的正极绞接， 两条芯线 3 的负极绞接。
实施例 2
一种用于动态热点表面热电偶型温度报警热敏电缆的多组分热敏材料， 其特征在 于由下列重量份的组分制成 ：
氧化铁 ： 30 ～ 45 份 ； 氧化镍 ： 15 ～ 30 份 ； 氧化锰 ： 2～5份； 三氧化二铝 ： 10 ～ 18 份； 三氧化二钴 ： 12 ～ 20 份 ； 氧化镨 ： 5 ～ 10 份。
实施例 3
一种用于动态热点表面热电偶型温度报警热敏电缆的多组分热敏材料， 其特征在
于由下列重量份的组分制成 ：
氧化铁 ： 45 份 ； 氧化镍 ： 15 份 ； 氧化锰 ： 5份； 三氧化二铝 ： 18 份 ； 三氧化二钴 ： 12 份； 氧化镨 ： 5 份。
实施例 4
一种用于动态热点表面热电偶型温度报警热敏电缆的多组分热敏材料， 其特征在 于由下列重量份的组分制成 ：
氧化铁 ： 30 份 ； 氧化镍 ： 20 份 ； 氧化锰 ： 2份； 三氧化二铝 ： 18 份 ； 三氧化二钴 ： 20 份； 氧化镨 ： 10 份。
实施例 5
一种用于动态热点表面热电偶型温度报警热敏电缆的多组分热敏材料， 其特征在 于由下列重量份的组分制成 ：
氧化铁 ： 33 份 ； 氧化镍 ： 30 份 ； 氧化锰 ： 3份； 三氧化二铝 ： 10 份 ； 三氧化二钴 ： 16 份； 氧化镨 ： 8 份。
工作原理 ：
参见图 2， 将本发明的动态热点型表面热电偶温度报警热敏电缆两端装配上接线 端子盒 4， 并将动态热点型表面热电偶温度报警热敏电缆的外管 1 与接线端子盒 4 焊接， 接 线端子盒 4 中用耐高温密封材料 5 填充 ； 将芯线 3 与补偿导线 6 焊接在一起， 补偿导线 6 引 出与检测报警装置连接， 组成报警器。
参见图 1， 当热偶型热敏电缆沿线上某一点的温度超过电缆线其余部分的温度时， 该点两热电极——芯线 3 之间的多组分热敏材料 2 的电阻就会减小， 从而在热点形成一个 “临时” 热端。 “临时” 热端起着和普通单接点热电偶的热端相同的作用， 此时电缆的两热电 极——芯线 3 之间产生一个和温度相对应的热电动势。 如果电缆线上有二个热点 (T1 ＜ T2) 或更多热点， 则 T2 热电极——芯线 3 之间的多组分热敏材料 2 的电阻就会减小到低于 T1 点电阻， 两热电极——芯线 3 之间形成更为有效的电连接， 一个新的 “临时” 热端在 T2 点产 生， 与此同时热电极——芯线 3 之间输出一个和温度 T2 相对应的热电动势。
总之， 电缆的热电动势总是和电缆线上存在的最高温度相对应。
热电极——芯线 3 之间多组分热敏材料 2 的实际电阻值没有意义， 因为电缆产生 的热电动势的大小代表着温度的高低。 通过测量热电动势， 即可知道电缆线上的最高温度。 如果把电缆合理地布置在一个区域内 ( 如一个面上 )， 那么测得的温度就是该区域 ( 如覆盖 面 ) 内存在的最高温度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。 本行业的技术 人员应该了解， 本发明不受上述实施例的限制， 上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理， 在不脱离本发明精神和范围的前提下， 本发明还会有各种变化和改进， 这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。 本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。