Patent RU-57896-U1 (RU)
Title: Датчик температуры
IPC: G01K7/16
Filed: 2006-03-17
Granted: 2006-10-27
Abstract: Полезная модель относится к термометрии, а именно, к контактным датчикам температуры и может использоваться в различных отраслях, например, в пищевой, нефтяной, химической промышленности и в коммунальном хозяйстве для измерения на малых глубинах, например, в трубах малого диаметра. Задачей заявляемого технического решения является обеспечение работоспособности датчика при повышении точности измерения. Корпус 1 датчика температуры имеет наружную резьбу, закреплен в трубопроводе с помощью установочной головки 2 и закрыт в верхней части крышкой 3. Он соединен в нижней части с металлической защитной гильзой 4, в которой закреплен термочувствительный элемент 5, представляющий собой кварцевый резонатор. Выводы 6 последнего посредством проводов 7 включены в цепь генератора 8 частоты, собранного на печатной плате 9, размещенной в корпусе 1. При этом установочная головка 2, корпус 1 и гильза 4 выполнены в виде функционально последовательной цельной, полой внутри, металлической конструкции. Гильза 4 выполнена с переменньм по ее длине термосопротивлением - минимальным в месте съема теплопотока и максимальным - в месте отвода тепла к преобразователю. Кварцевый резонатор 5 при требовании повышенной точности измерений может быть установлен в гильзе 4 таким образом, что места крепления к нему выводов 6 обращены к дну гильзы 4 (фиг.1), или установлен выводами 6 вверх от дна гильзы (фиг.2), если особо высокая точность измерений не требуется. Печатная плата 9 с кварцевым генератором 8 размещена под крышкой 3 и отделена от головки 2 корпуса 1 неметаллической втулкой-стаканом 10 с отверстием 11 в центре, совпадающим по диаметру с диаметром отверстия в единой металлической конструкции. Пространство между стенками отверстия в гильзе 1 и резонатором 5 заполнено теплопроводящим материалом 12, например, кварцевым песком или теплопроводящей пастой, до уровня чуть выше верхней кромки корпуса резонатора 5. Пространство части отверстия в корпусе 1, расположенное выше этого уровня, заполнено виксинтом 13.  
     Переменное термосопротивление гильзы 4 по ее длине обеспечивается, в частности, за счет ее формы. Это достигается, например, тем, что при переходе от корпуса 1 к гильзе 4 имеется сужающаяся шейка 14 для уменьшения отвода тепла от чувствительного элемента, а в средней части гильзы 4 диаметр ее увеличивается, образуя дополнительное кольцевое расширение 15 для увеличения теплового потока из центра потока жидкости (или другого локального места). Выполнение установочной головки, корпуса и гильзы в виде цельной металлической конструкции позволяет избежать негерметичности конструкции при нагреве из-за разного расширения элементов в датчике температуры (как это происходит в прототипе) и обеспечивает работоспособность устройства. Этой же цели служит и размещение платы с кварцевым генератором на некотором удалении от места измерения температуры и изоляция ее от головки корпуса посредством неметаллической втулки, исключающие перегрев элементов генератора и нарушение его работоспособности. Повышение точности измерений обеспечивается за счет выполнения гильзы с переменным по ее длине термосопротивлением - минимальным в месте съема теплопотока и максимальным - в месте соединения гильзы с корпусом, уменьшая тем самым тепловой поток от гильзы к корпусу, что снижает отвод тепла от чувствительного элемента, позволяя гильзе ближе к точке замера удерживать больше тепла и снижая влияние корпуса на величину теплового потока наружу. 6 п.ф., 2 ил.