專利名稱：管道斷面多測點(diǎn)數(shù)字化溫度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于溫度測量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種溫度傳感器，尤其是一種管道斷面多測點(diǎn)數(shù)字化溫度傳感器。
背景技術(shù)：
凍結(jié)法輸送管道系統(tǒng)包括去路干管、支路及回路干管，去路干管上每隔一段距離有一支路，總數(shù)通常有幾十個至上百個，這些支路一直深入到事先布置在地下的凍結(jié)管，鹽水進(jìn)入凍結(jié)管循環(huán)后再從凍結(jié)管中出來，連接回路干管。其工作方式為經(jīng)過制冷機(jī)制冷， 達(dá)到一定負(fù)溫的鹽水通過泵送從鹽水箱出發(fā)，流經(jīng)去路干管到達(dá)各個凍結(jié)管，完成對土體的降溫，然后匯入回路干管，經(jīng)由回路干管回到制冷機(jī)再次制冷后到達(dá)鹽水箱，如此形成凍結(jié)循環(huán)系統(tǒng)，以達(dá)到地層凍結(jié)的目的。對去、回路干管和支路處溫度監(jiān)測是凍結(jié)法工程必需的。目前常用單點(diǎn)數(shù)字化溫度傳感器進(jìn)行溫度測量。如圖1、圖2所示，單點(diǎn)數(shù)字化溫度傳感器外觀有如一個螺栓，包括，引線A，絕緣套管B，安裝螺母C，0型密封圈D，標(biāo)準(zhǔn)螺紋不銹鋼螺栓E，不銹鋼套管F，測溫元件G。引線A 與測溫元件G連接，從不銹鋼螺栓尾部引出，且引線A用絕緣套管B密封。測溫元件G、絕緣套管B置于不銹鋼套管F中，不銹鋼套管F通過焊接方式封裝在不銹鋼螺栓內(nèi)，以確保不滲漏。不銹鋼套管F內(nèi)填入環(huán)氧樹脂膠來起到固定測溫元件G以及密封的作用。不銹鋼螺栓上設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)螺紋E和安裝螺母C，這樣可以旋入事先焊接在管壁上的螺母中，以固定傳感器。0型密封圈D設(shè)于不銹鋼螺栓E上的安裝螺母C側(cè)，起到密封作用。每個傳感器的引線接入到總線，直接連接到電腦終端，可在電腦上直接讀出任意時刻各個測點(diǎn)的溫度。但是目前使用的單點(diǎn)傳感器存在一些問題。第一，單點(diǎn)傳感器長度較短，進(jìn)入管道的深度較小，一般適用于直徑較小的支路鹽水管道，而去、回干路管道直徑較大，而且由于管壁散熱，鹽水溫度在管道斷面上差異很大，離管壁近的位置溫度比靠管道軸線位置的鹽水溫度高，所以測量出的溫度實(shí)際上為靠管壁處的鹽水溫度值，這導(dǎo)致溫度測量值高于真實(shí)的全斷面平均溫度值。第二，單點(diǎn)傳感器僅測量管道斷面上某一點(diǎn)的溫度值，無法較準(zhǔn)確地反映全斷面平均溫度。在人工凍結(jié)工程中，對溫度的監(jiān)測目的是為了對凍結(jié)土體所處的凍結(jié)狀態(tài)(如凍結(jié)發(fā)展階段，凍結(jié)土的強(qiáng)度)進(jìn)行精確的監(jiān)控。因此，上述問題的出現(xiàn)會帶來不利的影響。為克服這兩個因素產(chǎn)生的問題，有必要對溫度傳感器進(jìn)行改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在單點(diǎn)傳感器長度較短、僅能夠測量斷面某一點(diǎn)溫度的缺點(diǎn)，提供一種管道斷面多測點(diǎn)數(shù)字化溫度傳感器。為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型的解決方案是—種多測點(diǎn)數(shù)字化溫度傳感器，包括不銹鋼套管、安裝螺母、螺栓、測溫元件、弓丨線、絕緣套管和密封圈，測溫元件置于不銹鋼套管內(nèi)；不銹鋼套管封裝于螺栓內(nèi)；引線一端連接測溫元件，另一端從螺栓尾端引出；引線設(shè)于絕緣套管內(nèi)，絕緣套管置于不銹鋼套管中；測溫元件至少為兩個，引線將測溫元件以并聯(lián)方式串接。進(jìn)一步，所述測溫元件按一定間距或一定比例分布在不銹鋼套管中。所述絕緣套管與不銹鋼套管之間的間隙采用環(huán)氧樹脂膠填充。所述安裝螺母設(shè)于不銹鋼螺栓上。所述密封圈設(shè)于不銹鋼螺栓上的安裝螺母側(cè)。所述測溫元件具有內(nèi)置芯片，內(nèi)置芯片是具有唯一編碼且支持聯(lián)網(wǎng)尋址的芯片。所述內(nèi)置芯片是測溫范圍在_55°C +125°C，誤差士0. 5°C的芯片。由于采用了以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有以下有益效果克服了現(xiàn)有技術(shù)在某些情況下溫度測量不準(zhǔn)確，測量值波動很大的缺點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。

圖1是改進(jìn)前的單測點(diǎn)溫度傳感器安裝于管道上的示意圖。圖2是改進(jìn)前的單測點(diǎn)溫度傳感器構(gòu)造示意圖。圖3是本實(shí)用新型一種實(shí)施例安裝于管道上的示意圖。圖4是本實(shí)用新型一種實(shí)施例管道斷面多測點(diǎn)數(shù)字化溫度傳感器構(gòu)造示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。如圖3，本實(shí)用新型實(shí)施例的安裝示意圖，本實(shí)用新型的管道斷面多測點(diǎn)數(shù)字化溫度傳感器的深入長度(有效長度)、測點(diǎn)數(shù)量、測點(diǎn)分布等參數(shù)，須根據(jù)管道內(nèi)徑、監(jiān)測需要等實(shí)際情況確定。圖3、圖4中所示為一全斷面多點(diǎn)測量溫度傳感器。為了覆蓋所需測量溫度范圍(本例中為圓心到管壁)，選擇傳感器有效測溫長度(分布測點(diǎn)的長度)為干管內(nèi)徑的三分之二。這樣就可以測量到干管斷面上受外界影響較小的中部的溫度，進(jìn)而推算管道全斷面的平均溫度。管道斷面多測點(diǎn)數(shù)字化溫度傳感器的具體結(jié)構(gòu)如圖4所示，包括引線1，絕緣套管 2，安裝螺母3，0型密封圈4，標(biāo)準(zhǔn)螺紋不銹鋼螺栓5，不銹鋼套管6，測溫元件7。其中，測溫元件7按一定間隔(圖中例子所示為均勻分布)布置在不銹鋼套管內(nèi)，在本實(shí)施例中設(shè)置了五個測溫元件。引線1將測溫元件7以并聯(lián)方式串接起來，測溫元件7之間的引線1用絕緣套管2套??；絕緣套管2置于不銹鋼套管6中，不銹鋼套管6采用焊接方式封裝在不銹鋼螺栓5內(nèi)，以確保不滲漏；引線1從不銹鋼螺栓5的尾部引出，而且引線1采用絕緣套管 2絕緣。絕緣套管2與不銹鋼套管6之間的間隙采用環(huán)氧樹脂膠填充來起到固定測溫元件和密封的作用。不銹鋼螺栓5上設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)螺紋和安裝螺母3，這樣可以旋入事先焊接在管壁上的螺母中，從而固定傳感器。0型密封圈4設(shè)于不銹鋼螺栓5上的安裝螺母3側(cè)，起到密封作用。通過這樣改進(jìn)后的溫度傳感器就可以測量出同一斷面離開管道軸心不同距離的溫度值。測溫元件內(nèi)置芯片，每個芯片有唯一編碼，支持聯(lián)網(wǎng)尋址，測溫范圍_55°C +125°C， 誤差士0.5°C，一般采用一線總線數(shù)字式溫度傳感芯片DS18B20。在此多點(diǎn)式溫度傳感器中，采用一線總線的接線方式，即每個傳感元件的引線以并聯(lián)方式連接到總線，從而達(dá)到減少引線數(shù)量、減小傳感器體積和方便接線的目的。各傳感器總線組成網(wǎng)絡(luò)接入電腦終端系統(tǒng)中，就可以方便的完成實(shí)時監(jiān)測。[0022]本實(shí)用新型可應(yīng)用在液體或氣體輸送管道中使用。一個應(yīng)用典型是人工地層凍結(jié)法(簡稱“凍結(jié)法”)的鹽水循環(huán)管道，對鹽水溫度的精確測量。上述的對實(shí)施例的描述是為了便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本實(shí)用新型。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本實(shí)用新型不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的揭示，不脫離本實(shí)用新型的范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種多測點(diǎn)數(shù)字化溫度傳感器，包括不銹鋼套管、安裝螺母、螺栓、測溫元件、引線、 絕緣套管和密封圈，測溫元件置于不銹鋼套管內(nèi)；不銹鋼套管封裝于螺栓內(nèi)；引線一端連接測溫元件，另一端從螺栓尾端引出；引線設(shè)于絕緣套管內(nèi)，絕緣套管置于不銹鋼套管中； 其特征在于測溫元件至少為兩個，引線將測溫元件以并聯(lián)方式串接。
2.如權(quán)利要求1所述的多測點(diǎn)數(shù)字化溫度傳感器，其特征在于所述測溫元件按一定間距或一定比例分布在不銹鋼套管中。
3.如權(quán)利要求1所述的多測點(diǎn)數(shù)字化溫度傳感器，其特征在于所述絕緣套管與不銹鋼套管之間的間隙采用環(huán)氧樹脂膠填充。
4.如權(quán)利要求1所述的多測點(diǎn)數(shù)字化溫度傳感器，其特征在于所述安裝螺母設(shè)于不銹鋼螺栓上。
5.如權(quán)利要求1所述的多測點(diǎn)數(shù)字化溫度傳感器，其特征在于所述密封圈設(shè)于不銹鋼螺栓上的安裝螺母側(cè)。
6.如權(quán)利要求1所述的多測點(diǎn)數(shù)字化溫度傳感器，其特征在于所述測溫元件具有內(nèi)置芯片，內(nèi)置芯片是具有唯一編碼且支持聯(lián)網(wǎng)尋址的芯片。
7.如權(quán)利要求6所述的多測點(diǎn)數(shù)字化溫度傳感器，其特征在于所述內(nèi)置芯片是測溫范圍在-55°C +125°C，誤差士0. 5°C的芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種管道斷面多測點(diǎn)數(shù)字化溫度傳感器，包括不銹鋼套管、安裝螺母、螺栓、測溫元件、引線、絕緣套管和密封圈，測溫元件置于不銹鋼套管內(nèi)；不銹鋼套管封裝于螺栓內(nèi)；引線一端連接測溫元件，另一端從螺栓尾端引出；引線設(shè)于絕緣套管內(nèi)，絕緣套管置于不銹鋼套管中；測溫元件至少為兩個，引線將測溫元件以并聯(lián)方式串接，測溫元件按一定間距或一定比例分布在不銹鋼套管中。本實(shí)用新型克服了在某些情況下溫度測量不準(zhǔn)確，測量值波動很大的缺點(diǎn)。
文檔編號G01K7/00GK202229849SQ20112033577
公開日2012年5月23日 申請日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者張洛瑜, 胡向東, 舒暢, 趙飛 申請人:同濟(jì)大學(xué)