一种探杆式湿度仪的探头的制作方法

1.本技术涉及气体检测设备领域，具体是涉及一种探杆式湿度仪的探头。


背景技术：

2.需要说明的是，本部分所记载的内容并不代表都是现有技术。
3.根据国家环境保护标准《hj 76-2017固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法》要求，固定污染源烟气排放连续监测系统必须监测烟气湿度。烟气的含湿量对于烟气的脱硫、脱硝、除尘等工艺都有很大的影响，其测量的准确度直接关系到污染物排放总量、浓度计算及烟气净化系统效率的评估。
4.然而烟气不同于环境空气，一般的温度范围在40℃-150℃，特别情况下可能更高。另外，烟气中一般会存在粉尘、酸性物质(如so2、no等)，如何克服高温、高粉尘和酸性物质而保证烟气湿度的在线测量，是一个十分困难的问题。
5.目前在国内一般通过测量干湿烟气中的氧量，通过计算氧量获得烟气湿度，是一种间接测量的方法。这种方法存在测量值滞后、不防腐、受碳氢化合物干扰等缺点，不能满足高温烟气测量的需要。


技术实现要素：

6.本实用新型主要针对以上问题，提出一种探杆式湿度仪的探头，该探头利用电容式电子测量技术，采用耐高温、耐腐蚀的聚合物电容，具有测量精度高，对高温端测量进行温度补偿，满足了大范围的测量环境温度要求。
7.为实现上述目的，本实用新型提供了一种探杆式湿度仪的探头，包括探杆和检测单元，所述探杆具有一收容所述检测单元的腔体，所述腔体内还设置有温度传感器和恒温加热组合体，其中，所述温度传感器用于监测腔体内部温度，所述恒温加热组合体用于对腔体内部进行温度补偿。
8.进一步地，所述探杆的端部设有将所述检测单元围合在内腔的端盖，所述端盖上开设有与所述腔体连通的出水孔。
9.进一步地，所述检测单元包括针座、聚合物电容、同轴屏蔽线、铜针以及第一导线，所述铜针为多组，其中一组的一端穿过所述针座上的针孔与所述聚合物电容连接，另一端连接所述同轴屏蔽线，另外一组一端穿过所述针座上的针孔连接所述温度传感器，另一端连接第一导线，所述第一导线用于与电路板的接线端子连接。
10.进一步地，所述检测单元与所述端盖之间设置可拆的滤芯，所述滤芯将伸入所述针孔的铜针、聚合物电容、温度传感器包裹在内。
11.进一步地，所述滤芯与所述针座螺纹连接。
12.进一步地，所述恒温加热组合体包括加热芯、热电阻、加热片，所述热电阻贴合在所述加热芯的外壁，所述加热片环绕包裹热电阻将所加热片、热电阻固定在所述所述加热芯的外壁。
13.进一步地，所述恒温加热组合体还包括一保温棉，所述保温棉环绕包裹所述加热片通过耐高温胶带固定在加热芯上。
14.进一步地，所述探杆的腔体内设置有电源线和第二导线，所述电源线的一端与所述加热片连接，另一端用于连接电源的接线端子；所述第二导线的一端与所述热电阻连接，另一端用于与电路板的接线端子连接。
15.进一步地，所述恒温加热组合体的外部设置于保温套内，所述保温套的一端与所述探杆连接为一体，另一端与所述端盖螺纹连接。
16.进一步地，所述探杆的另一端设置有后端法兰，所述后端法兰上设有可拆的主机，所述主机内设置有接线端子、电源、电路板、继电器。
17.与现有技术相比，本实用新型提供的一种探杆式湿度仪的探头，设有温度传感器，温度传感器能够实时监测探头的内部温度，温度传感器配合继电器和恒温加热组合体，能够保证探头内部温度稳定在75度左右，减少了温度对检测单元的性能影响，提高了测量的准确度。
附图说明
18.图1为本技术披露的一种探杆式湿度仪的探头结构。
19.图2为检测单元的结构示意图。
20.图3为恒温加热组合体的爆炸结构。
21.图4为主机的内部结构示意图。
22.图中所示的附图标记：1、后端法兰；2、固定法兰；3、探杆；4、保温套；5、恒温加热组合体；6、端盖；7、滤芯；8、检测单元；9、主机；10、温度传感器；50、加热芯；51、热电阻；52、加热片；53、保温棉；54、电源线；55、第二导线；80、针座；81、聚合物电容；82、同轴屏蔽线；83、铜针；84、第一导线；90、接线端子；91、电源；92、电路板；93、继电器；94、底板；95、主机底壳；96、主机面壳；501、加热芯内孔；601、出水孔。
具体实施方式
23.下面将结合附图对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
25.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
26.下面将以本技术一种探杆式湿度仪的探头为例来描述本公开的技术方案。
27.根据本公开的示例，由爆炸图1-图3的结构可知，该探头包括探杆3、检测单元8和主机9，其中，图4为主机9的内部结构图，从图中可以得知，该主机9内设置有接线端子90、电源91、电路板92、继电器93，主机9由底板94、主机底壳94以及主机面壳96组成，探杆3为长条形的不锈钢材质制成，如图1所示，探杆3与主机9的连接端设置有固定法兰2，固定法兰2材质为不锈钢，焊接在探杆3上，安装时，只需将固定法兰2与现场烟囱上的焊接法兰通过螺钉固定即完成安装，安装非常方便，探杆3可以制作成不同长度以满足不同烟囱直径的测量需求，另外，固定法兰2的另一端设置与后端法兰1，通过后端法兰1以螺钉可拆的方式将整个探杆3固定在主机底壳94上，继电器93，电路板92，电源91通过螺钉固定在底板94上。
28.具体的，探杆3为具有一端开口内部中空的腔体(未图示)，该腔体用于收容放置检测单元8，其中，现有的检测单元8在检测过程中，由于受外部温度的影响，导致检测测量准确率较低，对此，为减少不同温度的影响，本实施例在腔体内设置温度传感器10和恒温加热组合体5，温度传感器10能够实时监测探头的内部温度，恒温加热组合体5在收到温度发生变化的信号后，可以对腔体内进行温度补偿，将温度升至预设温度，在该实施例中，由温度传感器10配合继电器93和恒温加热组合体5，能够保证探头内部温度稳定在75度左右，减少了温度对检测单元8的性能影响，提高了测量的准确度。
29.如图1、图2所示，探杆3的端部设有将检测单元8围合在内腔的端盖6，端盖6为不锈钢材质，端盖6上设有8个或其它数量的与腔体连通的出水孔601。在极端工况下，若探头内部有积水，水分可以通过出水孔601排出，减少了由于探头内部含有水分对测量结果的影响，进一步提高了测量的准确度。
30.图2为检测单元8的结构示意图，从图中可以得知，检测单元8包括针座80、聚合物电容81、同轴屏蔽线82、铜针83以及第一导线84，其中第一导线84为耐高温导线，铜针83的数量为四组，其中一组的一端穿过针座80上的针孔与聚合物电容81连接，另一端连接同轴屏蔽线82，同轴屏蔽线82的数量为两组，另一端穿过加热芯50的加热芯内孔501后与电路板92上接线端子90相连；另外一组一端穿过针座80上的针孔连接温度传感器10，另一端连接第一导线84，该第一导线84从探杆3的内腔中走线用于与主机9内电路板92的接线端子90连接。
31.在上述实施例中，可以理解的是，该检测单元8是由聚合物电容81、温度传感器10、铜针83、同轴屏蔽线82、耐高温导线经焊接，通过有机硅密封胶粘在针座80上后与滤芯7、端盖6通过旋转螺纹固定后形成的组合体，由于同轴屏蔽线82的抗干扰能力强，可以提高测量的准确度和稳定性。
32.另外由于聚合物电容81焊接在铜针83，并通过有机硅密封胶粘在针座80上，并且在聚合物电容81的表面镀多层耐酸性物质的薄膜，可以使聚合物电容81成为真正防腐蚀、耐高温的聚合物电容。更能适应复杂的烟气环境湿度的检测。
33.上述实施例中的滤芯7可拆地设置在检测单元8与端盖6之间，滤芯7将伸出针孔的铜针83、聚合物电容81、温度传感器10包裹在内，滤芯7通过旋转螺纹固定在针座80上。滤芯7能够过滤掉5-10微米的灰尘，减少了灰尘对测量结果影响，同时，也能够很好的防止水分结露对检测单元8的元器件的损伤，更能适应低温高湿的测量环境。
34.图3为恒温加热组合体5的爆炸结构示意图，该恒温加热组合体5包含加热片52、
pt100(热电阻51)、保温棉53和加热芯50，pt100(热电阻51)先平行贴合在加热芯50上，加热片52再环绕包裹pt100(热电阻51)粘贴在加热芯50上，最后保温棉53环绕包裹加热片52通过耐高温胶带固定在加热芯上50。
35.具体的，探杆3的腔体内设置有电源线54和第二导线55，电源线54的一端与加热片52连接，另一端用于连接电源91的接线端子90；第二导线55的一端与热电阻51连接，另一端用于与电路板92的接线端子90连接，加热片52通电后通过导热强铝制的加热芯50传输热量给探头内部加热。
36.如图3所示，加热芯50的一端设置有过线槽(为图注)，与热电阻51连接的第二导线55可以通过该过线槽走线。
37.另外，如图1所示，恒温加热组合体5的外部设置于保温套4内，保温套4的材质为不锈钢，一端焊接在探杆3上，与探杆3连接为一体，另一端与端盖6螺纹连接。
38.优选的，探杆3、端盖6、保温套4均采用316l不绣钢材质，可以使整个探头的耐腐蚀性增强。
39.优选的，端盖6、滤芯7、加热芯50和针座80采用可拆分式，通过可拆分式设计，使更换清洗更为方便，大大地缩短了维护和更换的时间。
40.本实用新型的工作原理：含有水分的烟气进入探头后，聚合物电容81发生变化，通过测量电容量的值即可得到含湿量，温度传感器10配合继电器93和恒温加热组合体5使探头内部温度保持在75度左右，减少温度对聚合电容81性能的影响，提高了测量的准确度。因此，通过采用电容式电子测量技术，相比国内其他厂家通过测量干湿烟气中的含氧量获得烟气湿度，这种方法更为直接，测量结果不会滞后，响应速度快，测量准确度和精度更高，而且支持现场校准，提高了测量精度。
41.通过上述具体实施方式的阅读理解，所属技术领域的技术人员可容易地实现本实用新型。但是应当理解，本实用新型不限于这种具体实施方式。在所公开实施方式的基础上，所述基础领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案，其上也可与不同形式的附加功能结合而形成其他技术方案。因此，本技术的保护范围仅由所附权利要求的范围来限定。
42.以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。