【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于传感器，尤其是涉及一种传感器偶丝的材料及采用该材料制备的一体化多点式温度传感器。
技术介绍
1、以太阳能光伏发电技术为代表的可再生能源是最具发展潜力的技术之一，大力推进光伏产业对优化清洁能源结构具有重大意义，光伏装备是我国高端装备制造领域的重点发展方向。
2、光伏行业生长扩散系统是生产晶硅片的关键设备，其中光伏扩散炉的工作环境是长期温度在1050℃，瞬时温度可高达1200℃，并且设置有多个等温区，等温区跨度长，富含高活性腐蚀介质。目前，已有的温度传感器虽然可以测量多点温度，但耐腐蚀性能不好，传感器随着使用的时间增加，稳定性下降，同时使用寿命低，通常只能使用4-6月。因此，开发适合光伏扩散炉且满足上述条件的温度传感器成为人们的研究重点。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提出一种一体化多点式温度传感器，它通过将多支长度不同的铠装热电偶插入石英套管中，使温度传感器实现多点测温；并在k型、s型铠装热电偶的偶丝的正负极均加入镧、钆、钪三种成分，同时k型、s型热电偶采用铠装结构，提升了一体化多点式温度传感器的抗高温热蚀和抗介质腐蚀能力，提高一体化多点式温度传感器的工作稳定性和使用寿命。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案。
3、用于一体化多点式温度传感器偶丝的材料，该偶丝包括k型热电偶的偶丝或s型热电偶的偶丝；所述k型热电偶的偶丝正极中的各组分的重量份为，镍89.9～90.1份、铬9.9～10.1份、镧0
4、所述s型热电偶的偶丝正极中的各组分的重量份为：铂89.9～90.1份、铑9.9～10.10份、镧0.001～0.003份、钆0.001～0.003份、钪0.001～0.003份，所述s型热电偶的偶丝负极中的各组分的重量份为，铂99.9～100份、镧0.001～0.003份、钆0.001～0.003份、钪0.001～0.003份。
5、进一步地，所述k型热电偶的偶丝正极中的各组分的重量份为，镍89.950～89.971份、铬10.020～10.040份、镧0.003份、钆0.001～0.003份，钪0.001～0.002份；所述k型热电偶的偶丝负极中的各组分的重量份为，镍96.930～96.970份、硅3.020～3.056份、镧0.003份、钆0.001～0.003份、钪0.001～0.002份。
6、进一步地，所述s型热电偶的偶丝正极中的各组分的重量份为，铂89.950～89.997份，铑9.995～10.043份、镧0.003份、钆0.001～0.002份，钪0.001～0.003份；所述s型热电偶的偶丝负极中的各组分的重量份为，铂99.992～99.995份、镧0.003份、钆0.001～0.002份、钪0.001～0.003份。
7、采用所述材料制备的一体化多点式温度传感器，包括一端封口的套管、多支长度不同的铠装热电偶，所述多支长度不同的铠装热电偶的热端插入套管中形成多个测温点，所述铠装热电偶为k型热电偶或s型热电偶；所述s型热电偶的偶丝穿入经煅烧后的刚玉双孔陶瓷芯，通过煅烧将陶瓷芯中的杂质挥发，避免高温下杂质对偶丝的污染，减少偶丝因杂质污染导致的测温精度低、断裂的问题，提高一体化多点式温度传感器的使用寿命和测温的精度；
8、所述k型热电偶的偶丝正极中的各组分的重量份为：镍89.9～90.1份、铬9.9～10.1份、镧0.001～0.003份，钆0.001～0.003份、钪0.001～0.003份，所述k型热电偶的偶丝负极中的各组分的重量份为，镍96.9～97.1份、硅2.9～3.1份、镧0.001～0.003份、钆0.001～0.003份、钪0.001～0.003份；
9、所述s型热电偶的偶丝正极中的各组分的重量份为：铂89.9～90.1份、铑9.9～10.10份、镧0.001～0.003份、钆0.001～0.003份、钪0.001～0.003份，所述s型热电偶的偶丝负极中的各组分的重量份为，铂99.9～100份、镧0.001～0.003份、钆0.001～0.003份、钪0.001～0.003份。
10、进一步地，所述刚玉双孔陶瓷芯作为偶丝的绝缘载体。
11、进一步地，所述铠装热电偶的冷端延伸出套管口端，铠装热电偶的偶丝从冷端延伸出分别与补偿导线焊接，各焊接点分别用热缩管包裹，所述热缩管用于对焊接点密封，保证焊接点的绝缘性、抗腐蚀性，热缩管包裹段外套上不锈钢护套，所述套管的口端与一手柄连接，使不锈钢护套位于手柄内腔，通过灌装绝缘胶将铠装热电偶、不锈钢护套固定在手柄腔内，所述绝缘胶用于保证焊接点的绝缘性，所述不锈钢护套用于紧固和支撑各焊接点，提高该温度传感器工作时的稳定性。所述补偿导线使用热缩管包裹，外伸出手柄分别连接插接件。
12、进一步地，所述铠装热电偶为k型热电偶时，绝缘胶为环氧树脂。
13、进一步地，所述铠装热电偶为s型热电偶时，绝缘胶为耐高温无机胶，所述耐高温无机胶为市售的c-2无机胶。
14、进一步地，所述补偿导线外壁的材质从内到外依次为聚氯乙烯、玻璃丝编织护套、不锈钢丝编织的屏蔽线，聚氯乙烯，对铠装热电偶的冷端起到良好的电绝缘、屏蔽、耐腐蚀的作用。
15、进一步地，所述套管为石英套管，石英材料具有耐高温、抗腐蚀的特性，所述石英套管的羟基含量≤220ppm，羟基含量小，所述石英套管在高温下不易析晶，提高了热电偶的使用寿命。
16、进一步地，所述手柄的材质为不锈钢，不锈钢材质坚固，耐高温，耐腐蚀。
17、本专利技术所述材料中各元素的作用如下：
18、镧元素：是一种金属稀土元素，可以在偶丝表面形成一层氧化膜，形成氧化镧分布在偶丝表面，避免在扩散炉中富磷、富硼等腐蚀环境下造成磷和硼对偶丝的污染，诱发偶丝在高温形成晶间腐蚀而断裂。
19、钆元素：是一种金属稀土元素，微量的钆元素对合金主要强化机制为第二相强化和固溶强化，在偶丝制作过程中形成氧化钆细小微粒钉扎在晶间，起到强化连接晶粒作用，减小因磷扩散和硼扩散造成的晶间腐蚀影响作用力。
20、钪元素：钪元素的化学性质稳定，在偶丝表面易形成一个不渗透的钝化层，避免了磷和硼对偶丝的侵蚀，同时在光伏磷扩散和硼扩散炉环境下，具有优异的稳定性和耐蚀型，能够抵抗磷、硼的侵蚀。
21、镍铬合金(nicr10合金)：
22、高温服役下的强度和韧性：nicr10镍铬合金能在高温下保持较高的强度和韧性，因此在高温环境下使用时具有优异的耐久性。
23、高温抗氧化性：nicr10镍铬合金能在高温、高压、强氧化环境中不易生锈或本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于一体化多点式温度传感器偶丝的材料，其特征在于：该偶丝包括K型热电偶的偶丝或S型热电偶的偶丝；所述K型热电偶的偶丝正极中的各组分的重量份为，镍89.9～90.1份、铬9.9～10.1份、镧0.001～0.003份，钆0.001～0.003份、钪0.001～0.003份，所述K型热电偶的偶丝负极中的各组分的重量份为，镍96.9～97.1份、硅2.9～3.1份、镧0.001～0.003份、钆0.001～0.003份、钪0.001～0.003份；
2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述K型热电偶的偶丝正极中的各组分的重量份为，镍89.950～89.971份、铬10.020～10.040份、镧0.003份、钆0.001～0.003份，钪0.001～0.002份；所述K型热电偶的偶丝负极中的各组分的重量份为，镍96.930～96.970份、硅3.020～3.056份、镧0.003份、钆0.001～0.003份、钪0.001～0.002份。
3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述S型热电偶的偶丝正极中的各组分的重量份为，铂89.950～89.99
4.采用权利要求1所述材料制备的一体化多点式温度传感器，包括一端封口的套管(1)、多支长度不同的铠装热电偶(2)，所述多支长度不同的铠装热电偶(2)的热端插入套管(1)中形成多个测温点，其特征在于，所述铠装热电偶(2)为K型热电偶或S型热电偶；所述S型热电偶的偶丝(3)穿入经煅烧后的刚玉双孔陶瓷芯；
5.根据权利要求4所述的传感器，其特征在于：所述刚玉双孔陶瓷芯作为偶丝(3)的绝缘载体。
6.根据权利要求4所述的传感器，其特征在于：所述铠装热电偶(2)的冷端延伸出套管(1)口端，铠装热电偶(2)的偶丝(3)从冷端延伸出分别与补偿导线(4)焊接，各焊接点分别用热缩管(5)包裹，热缩管(5)包裹段外套上不锈钢护套(6)，所述套管(1)的口端与一手柄(7)连接，使不锈钢护套(6)位于手柄(7)内腔，通过灌装绝缘胶(8)将铠装热电偶(2)、不锈钢护套(6)固定在手柄(7)腔内，所述补偿导线(4)使用热缩管(5)包裹，外伸出手柄(7)分别连接插接件(9)。
7.根据权利要求4所述的传感器，其特征在于：所述铠装热电偶(2)为K型热电偶时，绝缘胶(8)为环氧树脂。
8.根据权利要求4所述的传感器，其特征在于：所述铠装热电偶(2)为S型热电偶时，绝缘胶(8)为耐高温无机胶。
9.根据权利要求4所述的传感器，其特征在于：所述补偿导线(4)外壁的材质从内到外依次为聚氯乙烯、玻璃丝编织护套、不锈钢丝编织的屏蔽线，聚氯乙烯。
10.根据权利要求4所述的传感器，其特征在于：所述套管(1)为石英套管。
...【技术特征摘要】
1.用于一体化多点式温度传感器偶丝的材料，其特征在于：该偶丝包括k型热电偶的偶丝或s型热电偶的偶丝；所述k型热电偶的偶丝正极中的各组分的重量份为，镍89.9～90.1份、铬9.9～10.1份、镧0.001～0.003份，钆0.001～0.003份、钪0.001～0.003份，所述k型热电偶的偶丝负极中的各组分的重量份为，镍96.9～97.1份、硅2.9～3.1份、镧0.001～0.003份、钆0.001～0.003份、钪0.001～0.003份；
2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述k型热电偶的偶丝正极中的各组分的重量份为，镍89.950～89.971份、铬10.020～10.040份、镧0.003份、钆0.001～0.003份，钪0.001～0.002份；所述k型热电偶的偶丝负极中的各组分的重量份为，镍96.930～96.970份、硅3.020～3.056份、镧0.003份、钆0.001～0.003份、钪0.001～0.002份。
3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述s型热电偶的偶丝正极中的各组分的重量份为，铂89.950～89.997份，铑9.995～10.043份、镧0.003份、钆0.001～0.002份，钪0.001～0.003份；所述s型热电偶的偶丝负极中的各组分的重量份为，铂99.992～99.995份、镧0.003份、钆0.001～0.002份、钪0.001～0.003份。
4.采用权利要求1所述材料制备的一体化多点式温度传...
【专利技术属性】
技术研发人员：王焱辉，唐会毅，吴保安，王云春，潘勇，陈小军，肖雨辰，席铭泽，
申请(专利权)人：重庆材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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