ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ

Полезная модель относится к термометрии, а именно, к резистивным датчикам температуры и может использоваться в нефтяной, химической промышленности и в коммунальном хозяйстве.
Известен датчик температуры, описанный в одноименном патенте РФ №50658 по кл. G01K 7/16, з. 05.08.05, оп. 20.01.06.
Известный датчик содержит размещенный в изолирующем двухканальном корпусе чувствительный платиновый элемент с двумя выводами в виде проводников, выполненных из хорошо проводящего высокотемпературного материала, а именно из никелевых термоэлектродных сплавов, в частности, из сплава «копель» (МНМц-43-0,5) или «алюмель», либо «константан» (МНМц-40-45).
Недостатками известного датчика является не очень высокая его надежность, обусловленная тем, что чувствительный элемент в изолирующем корпусе и проводники не защищены от внешних повреждений, имеет двухпроводную схему подключения, что сказывается на точностных характеристиках датчика.
Известен датчик температуры, описанный в п. РФ №23334 «Термопреобразователь» по кл. G01R 19/03, з. 24.01.02, оп. 10.06.02 и выбранный в качестве прототипа.
Известный датчик содержит взаимосвязанные между собой и смонтированные в оболочке функциональные узлы - термочувствительный узел с минеральной изоляцией (засыпкой) внутри оболочки, рабочим спаем и узел заделки выводных проводников, при этом термопреобразователь снабжен размещенным на оболочке защитным чехлом, который выполнен контактирующим своей внутренней поверхностью с внешней поверхностью оболочки термочувствительного узла, а длина защитного чехла выполнена равной или превышающей длину рабочей зоны термопреобразователя, причем термозащитный чехол выполнен трубчатым из стали, нержавейки или слоистым из стали или цветных металлов или из сплавов кобальта либо сплавов олова или молибдена, или сплавов ниобия, сплавов тантала или циркония и т.п.
Наличие в датчике дополнительной защиты чувствительного элемента обеспечивает повышение надежности конструкции датчика.
Недостатком известного термопреобразователя является сложность и нетехнологичность его конструкции, обусловленная выполнением оболочки и защитного чехла тесно контактирующими на все протяжении их большой длины, что достаточно сложно обеспечить. Также в конструкции термопреобразователя используется для создания дополнительного защитного чехла очень дорогостоящие материалы, что ведет к удорожанию датчика. Кроме того, такая конструкция описана только для термочувствительного сенсора, выполненного на термопаре.
Задачей является повышение надежности резистивного датчика температуры, упрощение его конструкции и технологии сборки, а так же снижение общей стоимости.
Поставленная задача решается тем, что в датчике температуры, содержащем размещенные в трубчатом защитном металлическом чехле взаимосвязанные между собой и смонтированные в оболочке функциональные узлы - термочувствительный элемент внутри оболочки, заполненной минеральной изоляцией, узел заделки выводных проводников, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, оболочка чувствительного элемента и внутренняя поверхность трубчатого защитного чехла разделены между собой пространством, заполненным минеральной изоляцией, оболочка выполнена составной из металлической защитной гильзы и кабельной вставки, при этом оболочка имеет длину, охватывающую термочувствительный элемент и часть выполненных из никельсодержащего сплава выводных проводников, расположенных в кабельной вставке, служащей продолжением оболочки.
Расположение внутренней поверхности защитного чехла и оболочки на некотором расстоянии друг от друга, заполненном минеральной изоляцией, в совокупности с тем, что длина оболочки меньше длины трубчатого защитного чехла, а термочувствительный элемент размещен в оболочке, выполненной из защитной гильзы и кабельной вставки, обеспечивает надежность конструкции датчика, упрощение технологии его изготовления, а так же снижение общей стоимости.
Технический результат - повышение надежности конструкции датчика температуры, упрощение технологии изготовления при обеспечении низкой стоимости датчика температуры.
В сравнении с прототипом заявляемый датчик температуры обладает новизной, отличаясь от него такими существенными признаками как разделение оболочки и внутренней поверхности защитного чехла между собой пространством, заполненным минеральной изоляцией, выполнение оболочки составной из металлической защитной гильзы и кабельной вставки, при том, что оболочка имеет длину, охватывающую термочувствительный элемент и часть выполненных из никельсодержащего сплава выводных проводников, расположенных в кабельной вставке, обеспечивающих в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемый датчик температуры может найти широкое применение в нефтяной, газовой и химической промышленности, а потому соответствует критерию "промышленная применимость".
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где показан вид датчика в разрезе сбоку.
Заявляемый датчик температуры содержит размещенные в трубчатом защитном металлическом чехле 1 взаимосвязанные между собой и смонтированные в оболочке 2 функциональные узлы - термочувствительный элемент 3 внутри оболочки 2, заполненной минеральной изоляцией 4, узел заделки выводных проводников 5. При этом оболочка 2 термочувствительного элемента 3 и внутренняя поверхность трубчатого защитного чехла 1 разделены между собой пространством 6, заполненным минеральной изоляцией 7. Оболочка 2 выполнена составной из металлической защитной гильзы 8 и кабельной вставки 9 и имеет длину, охватывающую термочувствительный элемент 3 и часть выполненных из никельсодержащего сплава выводных проводников 5, расположенных в кабельной вставке 9, служащей продолжением оболочки 2.
2
3
2
3
При этом выводные проводники 5 выполнены из никеля или сплава никеля. Кабельная вставка 9 представляет собой кабель с четырьмя никелевыми проводниками 5 в металлической оболочке с изоляционным наполнителем 10 из материала на основе MgO или AlO. Защитная гильза 8 представляет собой металлическую трубку с приваренным дном 11. Минеральная изоляция 4 и 7 также выполнена на основе материала MgO или AlO. Термочувствительный элемент 3 выполнен из платины или меди и помещен в защитную гильзу 8. Весь датчик температуры размещен в защитном чехле 1 и со стороны выводных проводников 5 герметезирован клеем.
При измерении термочувствительный элемент 3 нагревается, его сопротивление изменяется, и это изменение сопротивления снимается с его выводных проводников 5 на измеритель сигнала (на чертеже не показан), где происходит преобразование сигнала и индикация его значения.
В сравнении с прототипом в заявляемый датчик температуры более прост в изготовлении, имеет низкую стоимость и весьма надежен в работе.