ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ТРУБЕ

Полезная модель относится к области приборостроения, в частности, к измерителям температуры для измерения ее в трубах небольшого диаметра.
Измерение температуры контактными методами измерения с малой глубиной погружения связано со следующими трудностями: при использовании погружных зондов с глубиной погружения меньше 10…15 диаметров зонда возникающий градиент температуры по длине зонда (между измеряемой температурой и температурой окружающего технологического процесса), вызывает существенные тепловые потоки вдоль зонда, которые в свою очередь вносят существенную погрешность в измеренную температуру.
Из уровня техники известен измеритель температуры с гибким щупом (ПК «Тесей», каталог за 2004 г., опубл. http://www.tesey.com).
Известный измеритель температуры может быть помещен в трубе диаметром меньшим, чем длина щупа, который, будучи выполнен из гибкого кабеля, может быть изогнут в средней части вплоть до сворачивания в петлю.
Однако имеются ограничения по диаметру изгиба: он не должен быть меньшим, чем пятикратный диаметр кабеля. Кроме того, изгиб должен быть расположен не ближе 150 мм от рабочего конца щупа. В итоге использование такого измерителя для измерения температуры в трубах диаметром меньше 175 мм приводит к увеличению погрешности, поскольку на точность измерения влияет температура окружающей среды.
Из уровня техники известен другой измеритель температуры теплоносителя в трубе (патенте РФ №2282835 «Датчик температуры теплоносителя в трубе», МПК G01K 7/04, опубл. 27.08.2006), содержащий корпус и гибкий щуп с термочувствительным элементом, причем измеритель снабжен изогнутой гильзой, длина которой превышает радиус трубы, в гильзу вставлен щуп, соединяющий электронную схему, расположенную в корпусе датчика с термочувствительным элементом, расположенным на оси трубы.
Недостатком указанного устройства является то, что его изготовление технологически сложно, а, возможности его применения ограничены из-за сложной формы гильзы. Кроме того, размещение гибкого щупа, представляющего собой погружной зонд, в изогнутой гильзе не дает возможности делать его более длинным и приближать к месту измерения, что снижает точность измерений.
Известен измеритель температуры теплоносителя в трубе (патент РФ на полезную модель №77683 «Датчик температуры теплоносителя в трубе», МПК G01K 7/04, опубл. 27.10.2008), содержащий корпус и погружной зонд с термочувствительным элементом на его конце, причем погружной зонд выполнен в виде тонкого жесткого стержня и установлен в одном из элементов трубопроводной системы.
Недостатком известного измерителя является необходимость использования длинного тонкого погружного зонда, что снижает его технологичность изготовления и надежность работы.
Технической задачей является упрощение технологии изготовления измерителя температуры при расширении его возможностей применения.
Поставленная задача достигается тем, что в измерителе температуры теплоносителя в трубе, содержащем корпус и погружной зонд с термочувствительным элементом, установленным в одном из элементов трубопроводной системы отопления, согласно полезной модели соединительные провода чувствительного элемента выполнены в виде спирали, а погружной зонд и соединительные провода чувствительного элемент выполнены из металла или сплава с низкой теплопроводностью.
Другой особенностью устройства является то, что погружной зонд может быть установлен в тройнике или в стояке, либо в угловом отводе, либо в угловом изгибе трубы или в трубе под углом к ее продольной оси.
Выполнение погружного зонда из металла или сплава с низкой теплопроводностью, а соединительных проводов чувствительного элемента из металла или сплава с низкой теплопроводностью и свернутых в спираль в совокупности с установкой его в одном из элементов (узлов) трубопроводной системы позволяет снизить величину градиента температуры по длине погружного зонда и соединительных проводов, уменьшив, таким образом, погрешность измеряемой температуры, а также повысить надежность работы и расширить эксплуатационные возможности измерителя температуры.
Кроме того, термочувствительный элемент может быть расположен во вкладыше, представляющем собой «тепловой замок» и имеющем оребрение. При установке измерителя температуры в поток у корня погружного зонда образуются застойные зоны с пониженной температурой теплоносителя. Данные зоны оттягивают тепло из погружного зонда измерителя и, как следствие, увеличивают разность между температурой измеряемого потока.
Для ослабления влияния застойных зон может быть использован теплопроводящий вкладыш, служащий как бы «тепловым замком». Теплоизолирующая часть замка предотвращает теплоотдачу в окружающую среду, теплопроводящая часть переносит тепло от потока к зонду, приближая температуру измерительного элемента - погружного зонда к температуре потока, что увеличивает точность измерения. Со стороны обтекания потоком вкладыш имеет оребрение для более эффективного обмена теплом с измеряемой средой.
Заявляемое техническое решение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1-7 схематично изображены варианты выполнения заявляемого измерителя температуры:
- фиг.1 - установка погружного зонда в тройнике против потока;
- фиг.2 - установка погружного зонда в угловом изгибе трубы против потока;
- фиг.3 - установка погружного зонда в угловом отводе;
- фиг.4 - установка погружного зонда в трубе под малым углом;
- фиг.5 - застойная зона в трубе;
- фиг.6 - конструкция вкладыша;
- фиг.7 - установка погружного зонда в тепловом замке.
Измеритель температуры содержит корпус 1 и погружной зонд 2. При этом погружной зонд 2 выполнен из металла или сплава с низкой теплопроводностью, а соединительные провода 4 чувствительного элемента 3 выполнены из металла или сплава с низкой теплопроводностью и свернуты в спираль. Он может быть установлен в различных элементах (узлах) трубопроводной системы отопления: в тройнике 5, в частности, против течения, в угловом изгибе трубы в установочной втулке 6 против течения, в угловом отводе 7. Кроме того, погружной зонд 2 может быть размещен во вкладыше 8 - «тепловом замке». При этом вкладыш 8 (фиг.6) содержит теплоизолирующую рубашку 9 и теплопроводную втулку 10 с оребрением 11.
В сравнении с прототипом заявляемый измеритель температуры является более простым по технологии изготовления, более надежным и имеет более широкие эксплуатационные возможности.