ТЕРМОМЕТР С ТЕРМОИЗОЛЯЦИЕЙ ДЛЯ БУТЫЛКИ
THERMOMETER WITH THERMAL INSULATION FOR BOTTLE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится преимущественно к бытовой технике и может использоваться для измерения температуры жидкости (вина, воды и т.п.) в бутылке.
Уровень техники
В мире существуют различные термометры для бутылок с жидкостью. В заявке US 2006/0026971 А1 описан термометр с дисплеем, который размещается на горлышке бутылки. В патенте GB 2516006 описан термометр с радиоинтерфейсом, который размещается на поверхности бутылки и передает на смартфон температуру жидкости в бутылке. Самым близким аналогом является US 9511910 B2. Во всех выше указанных вариантах термометры достаточно точно показывают температуру жидкости в бутылке, если система атмосфера-бутылка находится в относительном термодинамическом равновесии. Но при быстром охлаждении бутылки (и жидкости), например, в морозильнике, показания термометров будут сильно отличаться от температуры жидкости в бутылке, потому что они больше будут измерять температуру воздуха в морозилке из-за относительно низкой теплопроводности стекла.
Сущность изобретения
Таким образом, задачей настоящего изобретения является разработка такого термометра для бутылки, который позволит более точнее измерять среднюю температуру жидкости в закупоренной бутылке в случае ускоренного нагревания или охлаждения бутылки.
Для достижения указанного технического результата предлагается термометр для бутылки содержащий датчик температуры; микропроцессорное устройство, воспринимающее данные с датчика температуры; держатель, закрепляющий упомянутый датчик над или на горлышке бутылки и обеспечивающий такое размещение упомянутого датчика, что этот датчик способен воспринять значения температуры с участка поверхности горлышка упомянутой бутылки; отличающийся тем, что датчик воспринимает тепловую энергию, большая часть которого исходит от участка горлышка упомянутой бутылки, который изнутри бутылки не соприкасается с пробкой, закупоривающей бутылку; содержит термоизолирующее устройство, препятствующее переносу тепла от/к по крайней мере большей части внешней поверхности горлышка упомянутой бутылки и упомянутому датчика/датчику, но не препятствует переносу тепла от/к большей части внешней поверхности бутылки в целом. При этом держатель необязательно напрямую прикреплен к датчику, а, например, держатель прикручен к термоизолирующему устройству, а датчик приклеен к термоизолирующему устройству.
Термометр для бутылки по настоящему изобретению может содержать устройство, препятствующее перемещению воздуха из или внутрь термоизолирующего устройства.
Термометр для бутылки может содержать ворс, служащий термоизолятором и/или держателем. В другом случае ворс может присутствовать в устройстве, препятствующем перемещению воздуха.
Для более быстрого монтажа термометра на бутылку компоненты упомянутого термометра могут иметь механические соединения между собой.
Для более точных измерений, а также в случае применения дисплея микропроцессорное устройство может быть расположено снаружи термоизолирующего устройства.
И наконец, термоизолирующее устройство может содержать вспененный пластик.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображен вариант реализации термометра с термоизоляцией для бутылки.
На фиг. 2 изображен вариант крепления термометра на бутылке.
Подробное описание изобретения
Термометр с термоизоляцией для бутылки по настоящему изобретению может быть реализован в нескольких вариантах, которые, тем не менее, осуществляются сходным образом. Понятно, что чем большая площадь поверхности бутылки соприкасается с охладителем или нагревателем, тем быстрее происходит изменение температуры жидкости в бутылке. Поэтому большую часть поверхности бутылки не следует покрывать термоизоляцией, оптимально изолировать только горлышко. А так же из-за плохой теплопроводности воздуха самым быстрым способом охлаждение/нагревания будет размещение на поверхности бутылки аккумулятора температуры, например, Ezetil SOFT ICE FLEXIBLE.
На фиг. 1 представлен еще один из возможных вариантов применения изобретения, обеспечивающий нужный технический результат. Бутылка с жидкостью 1 расположена в положении близком горизонтальному или горизонтально. Микропроцессорный блок 2 с датчиком 3 измеряет температуру участка поверхности горлышка бутылки. Важно, чтобы непосредственно под датчиком 3 на Фиг. 1 была жидкость, а не пробка, чтобы температура внешней поверхности горлышка была ближе к температуре жидкости. Горлышко бутылки окружают термоизолятором 4 (термоизолирующим устройством), показанном в разрезе. Это может быть полый цилиндр с одним дном из вспененного пластика (пенополиэтилен, пенопласт) или «стакан» из жесткого пластика, внутри которого на стенках приклеен мех (искусственный или натуральный) с длинным жестким ворсом. В варианте с мехом термоизолятор 4 будет удерживаться на горлышке с помощью ворса. При этом ворс так же предотвратит конвекцию воздуха внутри термоизолятора 4. Если термоизолятор 4 не имеет внутри меха, то его можно удерживать на горлышке с помощью латунных пружинящих полосок 5, согнутых в виде полукольца, как показано на Фиг. 2. (показаны две полоски из четырех). Полоски 5 прикреплены к термоизолятору 4 с помощью саморезов 6. Для предотвращения конвекции воздуха правую часть термоизолятора 4 на Фиг. 1 можно оснастить матерчатой преградой, прикрепленной к термоизолятору 4, которая затягивается вокруг горлышка с помощью шнура/резинки, или кольцом из ворса. В другом варианте это может быть резиновое кольцо, закрепленное на корпусе термоизолятора 4 и соприкасающееся в месте расширения горлышка бутылки 1 на Фиг. 2.
Термометр может иметь электронный температурный датчик, например, аналоговый LM35 или цифровой LMT01. Микропроцессорное устройство, например, может представлять собой питающийся от батареек или аккумулятора микропроцессор STM32 с «обвязкой» на печатной плате, которое воспринимает данные с температурного датчика по электрическим проводникам (дрожки платы, провода) и передает их по электрическим проводникам на беспроводной Bluetooth или WiFi модуль (приемопередатчик) или ЖК дисплей. Датчик, микропроцессор с обвязкой и Bluetooth модуль могут быть припаяны к печатной плате, которая размещена в пластиковом корпусе или же корпусом может служить термоизолятор. При этом часть поверхности датчика (а может и весь датчик) должны размещаться за пределами корпуса микропроцессорного блока, чтобы этой поверхностью датчика соприкасаться с поверхностью бутылки. В другом варианте датчик может соприкасаться с изогнутой по радиусу горлышка медной пластиной, служащей теплопроводом, а уже медная пластина соприкасается с поверхностью бутылки. Еще в одном варианте датчик может быть бесконтактным пирометром. При этом в случае использования меха, мех около пирометра придется удалить. В случае контактных датчиков они (или радиатор) могут прижиматься к поверхности бутылки с помощью пружинной стойки, механически закрепленной на корпусе микропроцессорного устройства или термоизолятора. Или же датчик может быть размещен на латунной полоске 5 Фиг. 2. А сам корпус может быть механически закреплен на термоизоляторе 4, как снаружи, так и внутри. Достаточно, чтобы внутри термоизолятора был только датчик, а корпус микропроцессорного устройства размещался снаружи. Это тоже несколько повысит точность измерений, исключив тепловое излучение микропроцессора.
В случае крепления на горлышко, большая поверхности бутылки будет доступна для охлаждения/нагрева бутылки аккумулятором температуры или воздухом, а значит процесс изменения температуры жидкости будет протекать быстрее. А лучшая точность измерения температуры жидкости в бутылке достигается в следствии меньшей площади сечения стекла бутылки, через которое тепло может проходить от/во внешнюю среду к/от датчика и большего удаления датчика от охладителя/нагревателя: аккумулятора температуры или атмосферы. Это уменьшает влияние охладителя/нагревателя на датчик, и «вклад» жидкости в показания датчика будет весомей.
Если упомянутый аккумулятор температуры разместить сверху бутылки в случае охлаждения и снизу в случае нагревания, то размещение датчика на горлышке бутылки также увеличит точность измерения температуры жидкости. Вследствие конвекции жидкости в середине бутылки по высоте будет жидкость с температурой ближе к средней по бутылке, а горлышко размещено как раз в середине.