王超杰
,
王梦楠
,
阎涛
,
袁广民
材料科学与工艺
doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20160511
针对现有蓝宝石光纤温度传感器测温上限难以突破1700℃的瓶颈问题，本文分别从传感器测温结构和感温材料两方面进行了分析改进，以满足对2000～2500℃超高温的测量需求。提出了一种接触－非接触相结合的新型传感器测温结构，并结合非接触式测温结构特点给出了Plank黑体辐射温度误差补偿公式，解决了非接触结构的准确测温问题。结合不同感温材料特性分别对难熔金属、陶瓷基复合材料和C／C复合材料的高温性能进行分析比较，包括材料强度、密度、抗氧化性、塑性、熔点等，筛选出适合作为超高温传感器的备选感温材料。针对筛选出的感温材料设计了抗热震性试验和抗氧化烧蚀试验，实验结果表明HfB2－SiC复合材料能够满足超高温环境下对感温材料物理特性的特殊需求。传感器温度试验结果表明，采用接触－非接触式新结构和HfB2－SiC感温材料的新型光纤温度传感器可对2500℃高温进行长时间稳定测量，测量精度达到±1％。
关键词:
光纤温度传感器
,
超高温
,
接触-非接触
,
测温结构
,
感温材料
,
陶瓷基复合材料
