高温高真空测温装置 【技术领域】
本发明涉及设备温度测量技术领域， 特别涉及高温高真空测温装置。背景技术 在高温高真空状态下运行的设备的温度测量技术目前分为接触式测温和非接触 式测温， 非接触式测温又分为很多种， 而其中的红外测温以其响应时间快、 使用安全及使用 寿命长等优点得到广泛应用。
任何温度高于绝对零度的物体内部的分子都在不停地运动， 这种分子运动会使物 体不断地向周围空间发出红外辐射能量， 从而在物体表面形成一定的温度场。如果能够有 效吸收物体向周围空间发出的红外辐射能量， 那么就可以准确测量出物体表面的温度。红 外测温仪就是利用了这一原理进行温度测量的， 它由光学系统、 光电探测器、 信号放大器、 信号处理器、 显示输出等部分组成， 其中， 光学系统用于汇聚其视场内的目标红外辐射能 量， 经汇聚的红外辐射能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号， 该电信号再经信 号放大器和信号处理器的换算转变为被测目标的温度值。可见， 采用红外测温仪测量设备 内部的物体的温度即可诊断设备的发热情况， 进而随时监控设备的运行状况。
高温高真空状态下的设备都是封闭的， 这时利用红外测温仪测量设备的温度时， 一般要在设备上加装测温玻璃， 设备内部物体所发出的红外辐射能量透过测温玻璃才能进 入红外测温仪的视场。然而， 在高温高真空状态下， 测温玻璃表面的温度要比设备内部物 体的温度低， 在这种状态下， 设备运行时其内部物体所产生的挥发物与测温玻璃接触后， 其 温度会迅速降低， 随即由气态转化为固态而沉积在测温玻璃的表面上， 这就导致红外测温 仪不能在后续的测量中完全吸收设备内部物体所辐射出的红外能量， 使得测温值随时间衰 减， 测温值不准确。 经过上述分析可知， 减少与测温玻璃表面接触的挥发物的分子或原子的 数量， 是降低挥发物在测温玻璃表面沉积速度的有效手段。
现有的技术中， 在测温装置中增加一个开关阀门装置可以有效减缓设备内部的挥 发物在测温玻璃上的沉积速度， 但由于大部分时间阀门处于关闭状态， 使得测温过程不能 连续， 所以无法对温度数据进行实时采集、 实时分析处理， 不能对系统进行有效控制。
如何降低设备内部的挥发物在测温玻璃上的沉积速度是本领域技术人员急需解 决的技术问题。
发明内容 本发明的目的是提供一种能够降低设备内部的挥发物在测温玻璃上的沉积速度 的高温高真空测温装置。
为了实现上述目的， 本发明提供了以下技术方案 ：
一种高温高真空测温装置， 用于测量处于高温高真空状态的设备的腔体内部检测 点的温度， 包括红外测温仪和安装在所述腔体与所述红外测温仪之间的测温玻璃， 还包括 温度低于所述腔体的冷过滤装置， 所述冷过滤装置设置于所述测温玻璃和所述腔体之间，
所述测温玻璃的表面空间通过所述冷过滤装置的内部通道与所述腔体连通。
优选地， 还设置有用于固定所述红外测温仪的测温仪安装座， 所述测温玻璃密封 于所述测温仪安装座与所述冷过滤装置所构成的空间内， 所述测温仪安装座与所述冷过滤 装置通过法兰连接。
优选地， 所述冷过滤装置包括冷过滤管和将所述冷过滤管环绕的外壁， 两者之间 形成环形空腔， 所述冷过滤管构成所述冷过滤装置的内部通道。
优选地， 所述冷过滤管为多个固定连接的细长管。
优选地， 所述外壁的下端和上端分别设置冷却介质进口和冷却介质出口。
优选地， 所述外壁分别通过上法兰和下法兰与所述腔体和所述测温仪安装座连 接。
优选地， 所述冷过滤装置为上表面和下表面均带有法兰的圆柱体， 其内部设置的 多个细长孔构成所述冷过滤装置的内部通道。
优选地， 所述冷过滤装置的外表面上设置有多个散热翅片。
优选地， 所述冷过滤装置的材料为铜、 铝、 铁或钢。
通过上述技术方案可以看出， 本发明中的冷过滤装置的温度低于被测设备的腔体 的温度， 被测设备的腔体内部的物体产生的挥发物要经过冷过滤装置的内部通道才能达到 测温玻璃， 而在这一过程中， 挥发物很难不与冷过滤装置的内部通道接触， 所以大多数挥发 物的分子或原子会与冷过滤装置接触， 并迅速由气态转化为固态后吸附到冷过滤装置的 上， 只有极少数的挥发物分子或原子直接到达测温玻璃的表面并沉积， 由此便有效降低了 在测温玻璃上沉积的挥发物的分子数或原子数， 将挥发物在测温玻璃上的沉积速度控制在 不影响测温精度的范围内， 显著提高了测温值的准确度。 另一方面， 本发明所提供的测温装置可以对设备的温度进行连续测量， 使系统能 够对温度数据进行实时采集、 实时分析处理， 进而对设备的运行过程进行有效的控制。
附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以 根据这些附图获得其他的附图。
图 1 为本发明提供的高温高真空测温装置一种具体实施方式的俯视示意图 ；
图 2 为图 1 的 A-A 向剖视示意图 ；
图 3 为本发明提供的冷过滤装置的另一种具体实施方式的俯视示意图 ；
图 4 为图 3 的 B-B 向剖视示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种高温高真空测温装置， 能够有效减少在测温玻璃上沉积 的设备内部的挥发物的分子数或原子数， 降低挥发物在测温玻璃上的沉积速度， 显著提高 测温值的准确度， 对设备的温度进行连续测量， 使系统能够对温度数据进行实时采集、 实时 分析处理， 进而对设备的运行过程进行有效的控制。为了使本领域技术人员可以更好的理解本发明提供的技术方案， 下面将结合附图 和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
同时参见图 1 和图 2， 图 1 为本发明提供的高温高真空测温装置一种具体实施方式 的俯视示意图， 图 2 为图 1 的 A-A 向剖视示意图。
在一种具体实施方式中， 本发明提供了一种高温高真空测温装置， 用于测量处于 高温高真空状态下的设备的腔体的温度。
该装置包括红外测温仪 2、 测温玻璃 3 和冷过滤装置 4， 测温玻璃 3 安装在腔体 1 与红外测温仪 2 之间， 冷过滤装置 4 设置于测温玻璃 3 和腔体 1 之间， 其温度低于腔体 1 的 温度， 测温玻璃 3 的表面空间通过冷过滤装置 4 的内部通道与腔体 1 连通。
被测设备运行时， 其腔体 1 内存在用于反应的物体， 这些物体内部的分子由于不 间歇的运动会不断地向周围空间发出红外辐射能量， 这些红外辐射能量透过上述测温装置 中的测温玻璃 3 进入红外测温仪 2 的视场中， 红外测温仪 2 将吸收到的红外辐射能量转换 后就能得到被测设备的腔体 1 的温度。一般地， 处于高温高真空状态的设备的腔体 1 内反 应的物体会产生一部分挥发物， 这些挥发物会从腔体 1 内部扩散到测温玻璃 3 的上表面后 沉积， 对测温值的准确度产生不良影响。 而本发明所提供的测温装置的关键就在于， 设置于 腔体 1 和测温玻璃 3 之间的冷过滤装置 4 的温度低于腔体 1 的温度， 也就低于从腔体 1 内 部扩散出来的挥发物的温度， 而这些挥发物向测温玻璃 3 扩散的过程中很难不与冷过滤装 置 4 接触， 这些与温度较低的冷过滤装置 4 接触的挥发物会迅速由气态转化为固态而吸附 在冷过滤装置 4 上， 而另外一部分未与冷过滤装置 4 接触的挥发物则会直接到达测温玻璃 3 的上表面。显然， 采用本发明所提供的测温装置即可降低与测温玻璃 3 接触的挥发物的分 子或原子的数量， 明显提高了测温值的准确度。
为了更为方便地将红外测温仪 2 与整个测温装置固定， 本发明还提供了测温仪安 装座 6， 红外测温仪 2 固定安装在测温仪安装座 6 的下端， 测温玻璃 3 则密封于测温仪安装 座 6 与冷过滤装置 4 所构成的空间内， 测温仪安装座 6 与冷过滤装置 4 通过法兰连接。
本发明所提供的冷过滤装置 4 的具体结构可以有很多种形式， 只要其温度低于腔 体 1 的温度， 并能够保证红外测温仪 2 充分吸收腔体 1 内物体发出的红外辐射能， 即可实现 本发明的目的。具体的， 本发明提供两种冷过滤装置 4 的具体实施方式。
继续参见图 1， 在一种具体实施方式中， 冷过滤装置 4 包括冷过滤管 41 和将所述冷 过滤管 41 环绕的外壁 42， 两者之间形成环形空腔， 冷过滤管 41 构成冷过滤装置 4 的内部 通道。外壁 42 与腔体 1、 测温仪安装座 6 均固定连接。被测设备的腔体 1 内扩散出来的挥 发物必须经过冷过滤管 41 才能到达测温玻璃 3 的上表面， 所以温度低于腔体 1 的温度的冷 过滤管 41 是实现吸附挥发物的关键结构。更优地， 可以将冷过滤管 4 设置为多个固定连接 的细长管， 提高挥发物与冷过滤管 41 的接触概率。具体测量时， 可以在冷过滤管 41 与外壁 42 形成的环形空腔内放置低温物质， 将冷过滤管 41 的温度保持在较低的范围内。
为了长时间地将冷过滤管 41 的温度保持在较低温度， 本发明所提供的测温装置 在外壁 42 的上端和下端分别设置冷却介质进口 45 和冷却介质出口 46， 低温的冷却介质通 过冷却介质进口 45 和冷却介质出口 46 在冷过滤装置 4 中循环流动， 这一结构既保证了吸 附效率， 也有利于冷却过程的具体实施。上述的冷却介质可以是液体， 如水或者油等， 也可 以是气体， 如空气等。为了腔体 1 与测温装置的安装可靠、 方便， 外壁 42 分别通过上法兰 43 和下法兰 44 与腔体 1 和测温仪安装座 6 连接， 具体地， 上法兰 43 和下法兰 44 上均设置有螺纹孔， 而测 温仪安装座 6 的上表面上也对应地设置有与下法兰 44 上的螺纹孔对应的孔。采用这种法 兰结构可以简化安装， 并有利于测温装置的维修， 降低了维护成本。
同时参见图 3 和图 4， 图 3 为本发明提供的冷过滤装置 4 的另一种具体实施方式的 俯视示意图， 图 4 为图 3 的 B-B 向剖视示意图。
在冷过滤装置 4 另一种具体实施方式中， 冷过滤装置 4 为上表面和下表面均带有 法兰的圆柱体， 其内部设置的多个细长孔 47 构成所述冷过滤装置 4 的内部通道。上述的冷 过滤装置 4 采用铜、 铝、 铁或钢等导热性良好的材料制成， 与细长孔 47 接触的挥发物内的热 量可以迅速由冷过滤装置 4 导走， 使得挥发物由气态转化为固态后吸附到细长孔 47 上， 实 现了本发明的目的。
进一步地， 在冷过滤装置 4 的外表面上设置有多个散热翅片， 这些散热翅片能够 将冷过滤装置 4 的温度降至更低， 显著提高了冷过滤装置 4 的吸附效率。
本发明所提供的高温高真空测温装置中的冷过滤装置 4 与被测设备的腔体 1 直接 连通， 而腔体 1 处于高温高真空状态， 所以本发明中的各个部件之间必须增加密封件 5 进行 密封， 保证腔体 1 始终处于高温高真空状态。具体地， 冷过滤装置 4 与腔体 1、 测温玻璃 3 与 冷过滤装置 4、 测温玻璃 3 与测温仪安装座 6 均采用密封件 5 密封。上述的密封件为 O 型密 封圈、 金属异性垫圈或金属包皮垫圈等。 通过上述各个具体实施方式可以看出， 本发明中的冷过滤装置 4 的温度低于被测 设备的腔体 1 的温度， 腔体 1 内部物体产生的挥发物要经过冷过滤装置 4 的内部通道才能 达到测温玻璃 3， 而在这一过程中， 挥发物很难不与冷过滤装置 4 接触， 所以大多数挥发物 的分子或原子会与冷过滤装置 4 接触， 并由气态转化为固态后吸附到冷过滤装置 4 上， 只有 极少数的挥发物分子或原子直接到达测温玻璃 3 的表面并沉积， 由此便有效降低了在测温 玻璃 3 上沉积的挥发物的分子数或原子数， 将挥发物在测温玻璃 3 上的沉积速度控制在不 影响测温精度的范围内， 提高了测温值的准确度。
另一方面， 本发明所提供的测温装置可以对设备的温度进行连续测量， 使系统能 够对温度数据进行实时采集、 实时分析处理， 进而对设备的运行过程进行有效的控制。
以上对本发明所提供的高温高真空测温装置进行了详细介绍。 本文中应用了具体 个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述， 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明 的方法及其核心思想。 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明原 理的前提下， 还可以对本发明进行若干改进和修饰， 这些改进和修饰也落入本发明权利要 求的保护范围内。