ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ЖИДКОСТИ

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для контроля температуры жидкости в различных технологических емкостях, в частности для определения температуры бурового раствора в приемных емкостях буровых насосов и на выходе из скважины на участке выходной трубы (желоба) от устья до вибросита.
Известен датчик для измерения температуры жидкости ДТА-333-01, содержащий аналоговый термоэлемент (термопару), соединенный с блоком регистрации результатов измерений через аналоговый канал типа токовая петля. (Буклет ОАО НПП «ГЕРС» «Станция геолого-технологических исследований нефтегазовых скважин «СИРИУС», Тверь, 2002, стр.24).
Аналоговый канал является однонаправленным, кроме того, такой канал не защищен от ошибок, поэтому недостаточно надежен с точки зрения достоверности передаваемой информации.
За прототип принят датчик температуры жидкости ДТЦШ-334-01, содержащий установленный на конце штанги (металлической трубки) корпус, в котором размещен цифровой первичный термопреобразователь, использующий систему передачи информации MicroLAN. Выход термопреобразователя соединен с блоком регистрации результатов измерений. Датчик устанавливается на корпусе емкости промывочной жидкости или в желобе с помощью специального крепежного приспособления. (Буклет ОАО НПП «ГЕРС» «Станция геолого-технологических исследований нефтегазовых скважин «СИРИУС», Тверь, 2002, стр.24).
Цифровой датчик имеет более высокую надежность. Однако система передачи информации MicroLAN является жестко фиксированной и не может служить в качестве канала для передачи дополнительной служебной информации. Поэтому в известной конструкции не могут быть использованы средства самодиагностики датчика.
Кроме того, при использовании такого датчика для контроля температуры промывочной жидкости возникает необходимость регулировки высоты его установки в соответствии с типом используемой емкости. Наличие жесткой штанги снижает потребительские свойства датчика, т.к. появляются проблемы с его креплением, а при установке в емкости небольшой глубины значительная часть штанги выступает над краем емкости, что создает дополнительные неудобства.
Задачей решаемой данной полезной моделью, является повышение надежности датчика и улучшение его потребительских свойств.
Решение задачи достигается тем, что выход цифрового первичного термопреобразователя подключен к сети CAN через блок обработки и согласования, включающий аппаратный CAN драйвер с элементами защиты блока от перенапряжений, соединяющий CAN сеть и микроконтроллер, соединенный с первичным термопреобразователем, датчиком контроля температуры внутри блока, световым индикатором и источником питания. Корпус, в котором размещен термопреобразователь, установлен на конце гибкого металлизированного шланга, второй конец которого соединен с корпусом блока обработки и согласования. На нижней части корпуса термопреобразователя закреплен отвес.
На фиг.1 представлен датчик температуры общий вид, на фиг.2-принципиальная схема датчика температуры.
Датчик температуры жидкости состоит из корпуса 1, в котором размещен цифровой первичный термопреобразователь 2, выход которого соединен с блоком обработки и согласования 3. Корпус термопреобразователя соединен с корпусом 4 блока обработки и согласования гибким металлизированным шлангом 5, через который проходят электрические провода. На нижней части корпуса термопреобразователя закреплен отвес 6. Блок обработки и согласования установлен на стойке 7, снабженной средствами 8 для крепления датчика на емкости. Блок обработки и согласования включает в себя источник питания 9, формирующий набор питающих напряжений, необходимых для работы датчика температуры, аппаратный CAN драйвер 10 с элементами защиты опт перенапряжений и атмосферных разрядов, датчик температуры 11, предназначенный для мониторинга температуры внутри блока, микроконтроллер 12, преобразующий напряжение первичного термопреобразователя в код, управляющий основными узлами датчика и реализующий сетевой протокол обмена по CAN сети.
Аппаратный CAN драйвер 10 с элементами защиты блока от перенапряжений, соединяет CAN сеть и микроконтроллер 12. Микроконтроллер 12 соединен с первичным термопреобразователем 2, датчиком контроля температуры внутри блока 11 и источником питания 9.
На корпусе блока обработки и согласования установлены разъемы 13 для подключения к сетевому разветвителю CAN интерфейса и световой индикатор 14, соединенный с микроконтроллером 12. Индикатор 14 предназначен для контроля наличия входного напряжения питания датчика температуры и определения датчика в CAN сети.
Принцип действия датчика температуры основан на измерении температуры бурового раствора серийно выпускаемым цифровым первичным термопреобразователем с последующей передачей результатов измерения по технологической CAN сети на ПЭВМ оператора.
Датчик работает следующим образом. Датчик закрепляют на емкости или желобе для бурового раствора. Длина датчика может быть отрегулирована в зависимости от габаритов выбранной емкости с помощью гибкого шланга 5. Отвес 6 обеспечивает погружение датчика в исследуемую жидкость. Подключают датчик температуры к сетевому разветвителю CAN интерфейса. Включают дистанционное питание CAN сети и запускают соответствующую программу на компьютере. Периодически загорающийся индикатор 14 свидетельствует об идентификации датчика температуры CAN сетью. Микроконтроллер 12 считывает показания первичного термопреобразователя 2, выполняет самодиагностику датчика и передает информацию по CAN сети.
Предлагаемое техническое решение позволяет:
1. Повысить надежность датчика благодаря использованию средств самодиагностики в виде аппаратного CAN драйвера с элементами защиты от перенапряжений и датчика температуры, предназначенного для мониторинга температуры внутри блока электроники.
2. Улучшить потребительские качества датчика за счет использования гибкого металлизированного шланга взамен жесткой штанги.