阅读说明：本技术 用于铂金通道高温区域的u形高锆砖结构及其应用方法 (U-shaped high-zirconium brick structure for platinum channel high-temperature area and application method thereof ) 是由 王梦龙 杨威 王苍龙 于 2019-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于铂金通道高温区域的U形高锆砖结构,包括U形高锆砖本体和密封条砖,所述高锆砖本体的侧壁由顶部自上而下开设有用于安装侧部热电偶丝的安装槽,所述安装槽与所述高锆砖本体的U形槽连通；所述密封条砖用于密封所述安装槽,所述密封条砖与所述安装槽匹配安装,且所述密封条砖的底部与所述安装槽的底部之间设置有用于所述侧部热电偶丝穿出的通孔；所述高锆砖本体的U形槽内用于安装铂金通道,所述侧部热电偶丝的一端连接在所述铂金通道的侧壁上,所述通孔的位置正对所述侧部热电偶丝与所述铂金通道的连接点位置。本发明能降低通道高温对热电偶丝的影响范围,进而提升热电偶的使用寿命及其测量准确性。(The invention discloses a U-shaped high-zirconium brick structure for a platinum channel high-temperature area, which comprises a U-shaped high-zirconium brick body and a sealing strip brick, wherein the side wall of the high-zirconium brick body is provided with a mounting groove for mounting a side thermocouple wire from top to bottom, and the mounting groove is communicated with a U-shaped groove of the high-zirconium brick body; the sealing bar brick is used for sealing the mounting groove, the sealing bar brick is mounted in a matching manner with the mounting groove, and a through hole for the side thermocouple wire to penetrate out is formed between the bottom of the sealing bar brick and the bottom of the mounting groove; the U-shaped groove of the high-zirconium brick body is used for installing a platinum channel, one end of the side thermocouple wire is connected to the side wall of the platinum channel, and the position of the through hole is over against the connecting point position of the side thermocouple wire and the platinum channel. The invention can reduce the influence range of the high temperature of the channel on the thermocouple wire, thereby improving the service life of the thermocouple and the measurement accuracy thereof.)

用于铂金通道高温区域的U形高锆砖结构及其应用方法

技术领域

本发明属于基板玻璃制造技术领域，具体涉及用于铂金通道高温区域的U形高锆砖结构及其应用方法。

背景技术

TFT-LCD基板玻璃的生产制造过程中，温度是一项至关重要的参数指标，而对于设备高温下内部温度的监测最有效的手段就是安装热电偶，而热电偶的种类非常多，针对不同的应用场景及测试条件选择不同原理及型号的热电偶，从而实现最为精准可靠的温度监测。

目前铂金通道的温度监测主要采用焊接式热电偶，将双丝端头焊接于铂金本体的监测点，然后根据通道和外部耐火材料的结构形貌选择合适的出丝位置。具体的，现有技术的铂金通道安装方案中，热电偶丝需根据内部耐火材料与铂金通道的配合来实现不同走向的出丝，基本均存在着热电偶丝至少绕铂金管径1/4的长度，这意味着热电偶丝在耐火材料内部将有较多的区域承受1600℃以上的高温，这对直径仅为1.0mm的热电偶丝来说具有极大的挑战性，通过长期的高温氧化，热电偶丝的挥发会持续发生，热电偶丝的丝径不仅会逐渐减小，而且大量的Pt氧化物将会在热电偶丝附近再次结晶，特别是根部区域将会由于结晶物的附着导致粘连和接通，这将会影响热电偶的测温精度，最终也会导致其强度的急剧下降，直至断裂失效。

综上所述，考虑到膨胀及安装等多项因素，现有技术中的通道热电偶丝出丝位置距离温度监测点具有较大的曲线路径，导致热电偶丝在耐火材料与铂金通道之间的高温区域的长度较多，经过一段时间的高温氧化作用，热电偶丝的性质极易发生变化，进而影响内部所产生的电势差，最终导致温度的失真，即随着时间的延长热电偶对于温度的显示数值会发生衰减，影响真实的工艺控制，甚至热电偶丝长时间受到高温氧化作用，持续挥发甚至断裂，影响使用寿命。

发明内容

针对现有技术中的技术问题，本发明提供了用于铂金通道高温区域的U形高锆砖结构及其应用方法，其目的在于降低通道高温对热电偶丝的影响范围，进而提升热电偶的使用寿命及其测量准确性。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以解决：

一种用于铂金通道高温区域的U形高锆砖结构，包括U形高锆砖本体和密封条砖，所述高锆砖本体的侧壁由顶部自上而下开设有用于安装侧部热电偶丝的安装槽，所述安装槽与所述高锆砖本体的U形槽连通；所述密封条砖用于密封所述安装槽，所述密封条砖与所述安装槽匹配安装，且所述密封条砖的底部与所述安装槽的底部之间设置有用于所述侧部热电偶丝穿出的通孔；所述高锆砖本体的U形槽内用于安装铂金通道，所述侧部热电偶丝的一端连接在所述铂金通道的侧壁上，所述通孔的位置正对所述侧部热电偶丝与所述铂金通道的连接点位置。

进一步地，所述安装槽的底部开设有第一弧形槽，所述密封条砖的底部开设有第二弧形槽，所述第一弧形槽与所述第二弧形槽组成用于所述侧部热电偶丝穿出的所述通孔。

进一步地，所述安装槽的宽度为15～20mm，所述密封条砖***所述安装槽后，其顶部与所述高锆砖本体的顶部平齐。

进一步地，所述高锆砖本体的两侧壁厚以及底部厚度均为65～80mm。

进一步地，所述高锆砖本体的U形槽的圆弧半径等于其圆弧端部到U形槽顶部的距离；在使用时，所述铂金通道的中心轴线与U形槽的中心轴线重合。

进一步地，所述高锆砖本体的顶部设置有盖板砖，所述盖板砖用于密封所述高锆砖本体的U形槽上部开口；所述盖板砖上开设有用于顶部热电偶丝穿出的通孔，所述顶部热电偶丝的一端连接在所述铂金通道的顶部，所述盖板砖上开设的通孔位置正对所述顶部热电偶丝与所述铂金通道的连接点位置。

进一步地，所述盖板砖的厚度为65～80mm，所述盖板砖的外轮廓与所述高锆砖本体的顶部外轮廓匹配。

进一步地，当所述铂金通道安装在所述高锆砖本体的U形槽中后，所述铂金通道与所述高锆砖本体的U形槽内壁保留有15～20mm的间隙，所述铂金通道与所述盖板砖的下端面保留有15～20mm的间隙，所述间隙用于填充填充料。

进一步地，所述填充料选用锆质材料，且锆质材料中至少含有85％的ZrO₂。

一种用于铂金通道高温区域的U形高锆砖结构的应用方法：首先，将所述铂金通道从所述高锆砖本体的U形槽上部开口放入U形槽内，同时，将所述侧部热电偶丝沿所述安装槽下移至底部；然后，将所述密封条砖***所述安装槽内，所述侧部热电偶丝的一端伸出所述密封条砖的底部与所述安装槽的底部形成的通孔；接着，用所述填充料填充所述铂金通道与所述高锆砖本体的U形槽内壁之间的间隙，并使所述填充料与所述高锆砖本体的U形槽上部平齐；最后，将所述顶部热电偶丝的一端穿出所述盖板砖上的通孔，并将所述盖板砖盖在所述高锆砖本体的U形槽上部。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明一种用于铂金通道高温区域的U形高锆砖结构，高锆砖本体的侧壁由顶部自上而下开设有用于安装侧部热电偶丝的安装槽，安装槽与高锆砖本体的U形槽连通；密封条砖用于密封安装槽，密封条砖与安装槽匹配安装，且密封条砖的底部与安装槽的底部之间设置有用于侧部热电偶丝穿出的通孔；高锆砖本体的U形槽内用于安装铂金通道，侧部热电偶丝的一端连接在铂金通道的侧壁上，通孔的位置正对侧部热电偶丝与铂金通道的连接点位置。本发明将铂金通道从高锆砖本体的U形槽上部开口放入U形槽内，同时，将侧部热电偶丝沿安装槽下移至底部，可见，本发明通过对铂金通道外部U型高锆砖的重新设计，并配合相应的安装方法，可以实现热电偶丝从铂金通道向外部的垂直引出，因为垂直引出，所以大大减少了热电偶丝在U型砖内部的分布长度，进而减小U型砖内部高温对热电偶丝的影响范围。原来的结构，U型砖上没有针对性的开孔，所有的热电偶均从顶部盖板砖引出，热电偶丝需在内部绕1/4圆周长度才能引出，处于内部高温的长度过长，风险也大大增加。综上所述，本发明能降低通道高温对热电偶丝的影响范围，进而提升热电偶的使用寿命及其测量准确性。

进一步地，安装槽的底部开设有第一弧形槽，密封条砖的底部开设有第二弧形槽，第一弧形槽和第二弧形槽所组成的通孔结构，用于铂金通道侧部热电偶丝的垂直引出。且设计第一弧形槽和第二弧形槽主要考虑安装问题，由于铂金通道与U型砖间隙仅为15-20mm，若将铂金通道直接掉装入U型砖内，此时侧部的热电偶再引出的话，操作空间有限，且对于脆弱的热电偶根部会造成扰动和损伤，因此采用U型砖侧部开槽的方式，在安装的同时就讲热电偶丝同步放下，一步到位，不仅实现了最终的垂直引出要求，同时将安装过程对热电偶的影响降到最低。

进一步地，安装槽的宽度为15～20mm，两根热电偶丝从安装槽内向下放置时的空间不能过小，两根热电偶丝连同外部的保护结构其尺寸也在10～13mm左右，可以顺利的实现安装，另外安装槽不能过宽，虽然安装方便，但同时导致开口的过大，后期升温过程对于此区域的密封能力会有所下降。

进一步地，高锆砖本体的两侧壁厚以及底部厚度均为65～80mm，这一厚度是根据铂金通道整体的总重所设计的尺寸，需要保证高温下的基本支撑强度，采用这一范围中的固定一个参数的厚度，以形成同批次同规格，便于加工。

进一步地，高锆砖本体的U形槽的圆弧半径等于其圆弧端部到U形槽顶部的距离；在使用时，铂金通道的中心轴线与U形槽的中心轴线重合，两个中心线的重合，可以保证在U型高锆砖上安装好盖板砖后，铂金通道上下左右四个方向与高锆砖的间隙均保持一致。

进一步地，盖板砖上开设有用于顶部热电偶丝穿出的通孔，顶部热电偶丝的一端连接在铂金通道的顶部，盖板砖上开设的通孔位置正对顶部热电偶丝与铂金通道的连接点位置，铂金通道顶部焊接的热电偶，为保证其同样垂直出丝，在顶部盖板砖上同样开有通孔，由于热电偶位于铂金通道顶部最高处，因此通孔在砖的左右方向与顶部热电偶一致，为宽度方向结构的中心位置，最终实现同样的垂直引出。

进一步地，盖板砖的厚度为65～80mm，盖板砖的外轮廓与高锆砖本体的顶部外轮廓匹配，盖板砖的厚度与U型高锆砖厚度设计相同，保证最终盖板砖与U型高锆砖组装所形成的结构为正方形，且铂金通道位于其中心位置，整体与铂金通道间距相同。

进一步地，当铂金通道安装在高锆砖本体的U形槽中后，铂金通道与高锆砖本体的U形槽内壁保留有15～20mm的间隙，铂金通道与盖板砖的下端面保留有15～20mm的间隙，间隙用于填装填充料，便于操作，上下左右相同间隙，可以保证对铂金通道整体均匀的密封和支撑作用。

一种用于铂金通道高温区域的U形高锆砖结构的应用方法：首先，将铂金通道从高锆砖本体的U形槽上部开口放入U形槽内，同时，将侧部热电偶丝沿安装槽下移至底部；然后，将密封条砖***安装槽内，侧部热电偶丝的一端伸出密封条砖的底部与安装槽的底部形成的通孔；接着，用填充料填充铂金通道与高锆砖本体的U形槽内壁之间的间隙，并使填充料与高锆砖本体的U形槽上部平齐；最后，将顶部热电偶丝的一端穿出盖板砖上的通孔，并将盖板砖盖在高锆砖本体的U形槽上部。可见，本发明整个操作过程，首先必须保证对热电偶的保护，避免出现撞击和拉伸。整个安装流程，可以保证铂金通道能够位于高锆砖中心位置，使其四个方向的距离保持一致，从而保证保温密封效果各方向相同，且实现顶部和侧部热电偶丝均能垂直引出，将热电偶丝在内部高温区域的长度降到最低，最终实现延长寿命的目的。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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U形高锆砖三维结构示意图；

图2为本发明密封条砖结构示意图；

图3为本发明U形高锆砖与铂金通道组装结构的正视示意图；

图4为本发明U形高锆砖与铂金通道组装结构的侧视示意图；

图5为本发明铂金通道整体结构的侧视图。

图中：1、高锆砖本体；1-1、安装槽；1-2、第一弧形槽；2、盖板砖；3、密封条砖；3-1、第二弧形槽；4、铂金通道；5、顶部热电偶丝；6、侧部热电偶丝；7、填充料。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

作为本发明的某一具体实施方式，结合图1、图2、图3和图4所示，本发明一种用于铂金通道高温区域的U形高锆砖结构，包括U形高锆砖本体1、盖板砖2和密封条砖3，高锆砖本体1采用电熔高锆材料，其具有抗1600℃以上高温的能力。因为铂金通道4在此区域的工艺温度在1600℃以上，因此***与铂金通道4接触的高锆砖也必须承受1600℃以上的温度不变形，且性质稳定。

如图1所示为高锆砖的结构示意图，高锆砖本体1的U形槽内用于安装铂金通道4，高锆砖本体1的外形尺寸根据铂金通道4直径同步调整，侧部热电偶丝6的一端连接在铂金通道4的侧壁上；高锆砖本体1的U形槽的圆弧半径等于其圆弧端部到U形槽顶部的距离；在使用时，铂金通道4的中心轴线与U形槽的中心轴线重合。高锆砖本体1的厚度需满足基本的结构强度保障，因此高锆砖本体1的两侧壁厚以及底部厚度均为65～80mm，优选的，高锆砖本体1的两侧壁厚以及底部厚度设计为75mm。高锆砖本体1的侧壁由顶部自上而下开设有用于安装侧部热电偶丝6的安装槽1-1，安装槽1-1与高锆砖本体1的U形槽连通，安装槽1-1用于侧部热电偶丝6与铂金通道4同步的安装移动。优选的，安装槽1-1的宽度为15～20mm，本实施例中，安装槽1-1的宽度为15mm。安装槽1-1的宽度为15～20mm主要根据两根热电偶丝的外轮廓尺寸，需满足热电偶丝安装的操作空间，但宽度不宜过大，否则会造成内部铂金通道4的保温密封不良的问题。

如图2所示为密封条砖3，密封条砖3用于密封安装槽1-1，密封条砖3与安装槽1-1匹配安装，且密封条砖3的底部与安装槽1-1的底部之间设置有用于侧部热电偶丝6穿出的通孔，为了保证侧部热电偶丝6穿出通孔后与铂金通道4垂直，故通孔的位置需要正对侧部热电偶丝6与铂金通道4的连接点位置。

作为本发明的某一优选实施例，密封条砖3采用电熔高锆材料所制，其厚度方向尺寸与高锆砖本体1的单侧厚度相同，优选的，密封条砖3的厚度为75mm；其宽度与高锆砖本体1的侧部安装槽1-1宽度相同，且为1.0mm的负公差，便于安装。在密封条砖3完全***安装槽1-1后，其顶部与高锆砖本体1的顶部平齐。密封条砖3最终***安装槽1-1后整个高锆砖本体1结构完整，侧部没有开缝和间隙，仅预留出丝的圆孔。

结合图1、图2和图4所示，作为本发明的某一优选实施方式，安装槽1-1的底部开设有第一弧形槽1-2，密封条砖3的底部开设有第二弧形槽3-1，第一弧形槽1-2与第二弧形槽3-1组成用于侧部热电偶丝6穿出的通孔。优选的，当安装槽1-1的宽度为15mm时，第一弧形槽1-2为直径15mm的半圆结构；第二弧形槽3-1为半圆形槽孔，其直径为10mm。

结合图3和图4所示，高锆砖本体1的顶部设置有盖板砖2，盖板砖2用于密封高锆砖本体1的U形槽上部开口；盖板砖2上开设有用于顶部热电偶丝5穿出的通孔，顶部热电偶丝5的一端连接在铂金通道4的顶部，盖板砖2上开设的通孔位置正对顶部热电偶丝5与铂金通道4的连接点位置。本实施例中，盖板砖2同样采用电熔高锆材料，盖板砖2的厚度为65～80mm，盖板砖2的外轮廓与高锆砖本体1的顶部外轮廓匹配。优选的，盖板砖2的厚度为75mm，长度和宽度根据铂金通道4的长度与高锆砖本体1相同，在盖板砖2中间部位开有直径为15mm的通孔，满足顶部热电偶丝5从上部通孔引出，通孔位于盖板砖2沿铂金通道4的轴线方向的中心线位置。如图5所示，为了检测铂金通道4同一截面的各点温度差异性，一般侧部与顶部热电偶的位置会设计在同一截面上，因此盖板砖2的通孔中心与高锆砖本体1上的通孔中心在同一竖直平面上。

如图3和图4所示，当铂金通道4安装在高锆砖本体1的U形槽中后，铂金通道4与高锆砖本体1的U形槽内壁保留有15～20mm的间隙，铂金通道4与盖板砖2的下端面保留有15～20mm的间隙，间隙用于填充填充料7，填充料7选用锆质材料，且锆质材料中至少含有85％的ZrO₂，满足烧结耐高温的条件，其最终的烧结成分与高锆砖相接近。高锆砖本体1与铂金通道之间保持15～20mm的填充间隙，用于密封填充料的填充，使铂金通道4安装定位完成后对铂金通道4达到全面的包裹和固定保护，这一间隙经过实际运行经验所确定的最佳范围；高锆砖本体1的外轮廓相对铂金通道中心的各处间距应该尽可能保持一致。

在设计时，盖板砖2上的通孔和高锆砖本体1侧壁的安装槽1-1，沿铂金通道4的轴线方向需考虑铂金通道4的高温膨胀位移，需沿铂金通道4膨胀方向预留一定位置，具体预留距离根据不同部位以铂金通道4的膨胀量计算，最终满足其与热电偶根部位置的对应性，保证顶部热电偶丝5和侧部热电偶丝6垂直于铂金通道4的方向引出。

如图5所示，实际的铂金通道4与外部耐火材料在升温过程中均会随着温度的升高而发生长度方向的膨胀拉长，而一般是将其长度方向的一端固定，使其另一端自由向前膨胀，且铂金的膨胀速度相较外部耐火材料更快，因此最终会形成内外膨胀位移的差值，一般1000mm的距离不会超过10mm，因此，优选的，热电偶的出丝孔需开至热电偶的前方5～10mm的距离，最终膨胀完成后两者基本位于同一位置，使热电偶偶丝在耐火材料内部的长度减到最小，降低高温对其的影响范围。

本发明发明针对原方案中所出现的主要问题，进行了全新的结构设计和安装工艺的调整。首先对U形高锆砖本体1设计侧部安装槽1-1，其槽宽设计为15mm，深度与高锆砖本体1的U形槽圆弧端部位于同一平面，且在安装槽1-1底部增加同宽度的第一弧形槽1-2。

本发明一种用于铂金通道高温区域的U形高锆砖结构的应用方法，首先，将铂金通道4从高锆砖本体1的U形槽上部开口放入U形槽内，同时，将侧部热电偶丝6沿安装槽1-1下移至底部；然后，将密封条砖3***安装槽1-1内，侧部热电偶丝6的一端伸出密封条砖3的底部与安装槽1-1的底部形成的通孔；接着，用填充料7填充铂金通道4与高锆砖本体1的U形槽内壁之间的间隙，并使填充料7与高锆砖本体1的U形槽上部平齐；最后，将顶部热电偶丝5的一端穿出盖板砖2上的通孔，并将盖板砖2盖在高锆砖本体1的U形槽上部。

某一具体应用实施例如下：

由于铂金热电偶采用焊接方式，且其丝径仅为1.0mm，因此相比传统的***式热电偶其强度较为薄弱，包括在焊接、搬运、安装过程中极易发生损伤甚至断裂。因此通过安装槽1-1这种结构，在将铂金通道4缓慢的吊装入高锆砖本体1的U形槽的过程中，将侧部热电偶丝6缓慢的顺着安装槽1-1向下移动，直至到达槽底，此时的偶丝还未与铂金通道4垂直，主要考虑膨胀过程中铂金通道4会发生位移，因此需提前预留安装槽1-1与侧部热电偶丝6的相对位移量，待膨胀到完成后到达垂直对应位置。

侧部热电偶丝6放置好之后，将密封条砖3***安装槽1-1，且在密封条砖3的底部设计有直径为10mm的第二弧形槽3-1，在将密封条砖3***到位之后，形成类圆形的出丝孔，确认侧部热电偶丝6安装好之后，用与内部填充料7相同材质的锆质泥料对类圆孔进行最后的密封，侧部热电偶丝6安装完成。

待侧部热电偶丝6安装确认好之后，对整个铂金通道4与高锆砖本体1的U形槽的间隙进行粉料的密封填充，粉料主要成分为ZrO₂，其与高锆砖本体1为同成分材料，保证烧结后的整体性。填充料7填充完成之后，将铂金通道4的顶部热电偶丝5从顶部盖板砖2的圆形孔中穿过，且顶部盖板砖2的圆形通孔与高锆砖本体1侧部安装槽1-1同一竖直平面位置，此刻铂金通道4在高锆砖中的安装就完成，侧部与顶部热电偶同步确认完成。

本发明的高锆砖结构，在满足了安装过程的便利性和稳定性的同时，热电偶在内部高温区间的长度减少了90％左右，这将会大大降低热电偶的衰减失效率。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。