ДАТЧИК ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для измерения параметров технологических процессов, преимущественно параметров жидких и сыпучих веществ в резервуарах.
Известно аналогичное решение, например, датчики измерения уровня Е3 Modulevel и сигнализаторы уровня компании Magnetrol (см. каталог продукции Magnetrol, бюллетень: RU41-120.13, с. 10-12), содержащий корпус контроллера цилиндрической формы, чувствительный элемент, герметично установленные крышки, окна в крышке, индикатор.
Аналогу присущи следующие недостатки: неудобство при считывании информации; неудобства при обслуживании персоналом; низкие эргономические характеристики.
Наиболее близким аналогом предложенного решения является датчик измерения уровня - высокочастотный радарный уровнемер Rosemount (www.rosemount.ru. Решения Rosemount для измерения и контроля уровня), содержащий чувствительный элемент и электронный блок, корпус которого имеет патрубок для подключения чувствительного элемента, вынесенный относительно корпуса отсек кабельных вводов, кабельные вводы, расположенные на боковой поверхности отсека, герметично установленные крышки корпуса и отсека кабельных вводов, окно в крышке корпуса, индикатор, размещенный в корпусе электронный преобразователь, при этом корпус электронного блока имеет форму усеченной трубы.
При эксплуатации указанных приборов в сложных климатических условиях и в потенциально взрывоопасной газовой среде используют кожухи обогреваемые.
Недостатками ближайшего аналога являются: неудобства при обслуживании персоналом; низкие эргономические характеристики.
Техническим результатом, достигаемым предлагаемой полезной моделью является расширение температурного диапазона эксплуатации датчика, защита от резких перепадов температуры, повышение надежности функционирования датчика.
Технический результат достигается тем, что в датчике измерения параметров технологического процесса, содержащем чувствительный элемент и электронный блок, корпус которого имеет патрубок для подключения чувствительного элемента, вынесенный относительно корпуса отсек кабельных вводов, кабельные вводы, расположенные на боковой поверхности отсека, герметично установленные крышки корпуса и отсека кабельных вводов, окно в крышке корпуса, индикатор, а также размещенная в корпусе плата электронного преобразователя, в отличие от известного, корпус выполнен полусферической формы, сопрягаемой с цилиндрической поверхностью отсека кабельных вводов, боковые поверхности крышек корпуса и отсека кабельных вводов выполнены цилиндрической формы, окно выполнено круглой формы в крышке корпуса с герметично установленным в нем стеклом, за которым расположен индикатор, введен внутренний термочехол, установленный во внутреннюю полость с прилеганием к стенкам корпуса, во внутреннюю полость корпуса установлена электронная плата обогрева, на которой размещен электроизолированный нагревательный элемент, выполненный в виде печатной платы с медными проводниками, а также цифровой терморегулятор с индикатором состояния, причем цепи питания электронной платы обогрева изолированы от цепей датчика, в чехле выполнены вырезы под внутренние клеммы цепей управления и питания, клеммы цепей нагрева и окно.
При наличии в конструкции датчика жидкокристаллического дисплея для его нормального функционирования температура окружающей среды должна быть не ниже минус 20°C. Наличие внутреннего термочехла позволяет снизить температурный режим эксплуатации до минус 60°C. В отличие от аналогов, использующих для этой цели наружные чехлы и кожухи, имеющие значительные габаритные размеры и массу, внутренний термочехол незначительно увеличивает данные характеристики.
Сущность заявляемого датчика измерения параметров технологического процесса поясняется графическими материалами, на которых представлены:
фиг. 1 - общий вид изделия в ракурсе 3/4 спереди;
фиг. 2 - датчик измерения параметров технологического процесса в разрезе;
фиг. 3 - вид на изделие спереди;
фиг. 4 - вид на две части внутреннего термочехола;
фиг. 5 - развертка внутреннего термочехла;
на которых приняты следующие обозначения:
1 - корпус;
2 - крышка корпуса;
3 - отсек кабельных вводов;
4 - крышка отсека кабельных вводов;
5 - кнопка управления;
6 - стекло;
7 - кабельный ввод;
8 - чувствительный элемент;
9 - внешняя клемма заземления;
10 - ячейка преобразования (плата преобразования);
11 - внутренний термочехол;
12 - электронная плата обогрева;
Внутренний термочехол 11 выполнен из двух частей, первая из которых прилегает к внутренней поверхности корпуса, при этом в ней выполнены вырезы под внутренние клеммы цепей управления и питания и клеммы цепей нагрева, а вторая - к крышке корпуса, и в ней выполнен вырез под окно. Для более плотного прилегания первую часть термочехла предлагается выполнить полусферической формы, сопрягаемой с цилиндрической. Обе части выполнены из термоизолирующего материала (стеклоткань, вспененный каучук, стекловата и др.). Предлагается использовать антистатический поролон (ESD поролон) толщиной 6 мм. Он позволяет защитить электронные компоненты и узлы от электростатических разрядов, которые могут возникать при изготовлении электронной аппаратуры или просто при контакте поверхностей материала друг с другом (при трении).
Внутренний термочехол 11 обладает высокой гибкостью при толщине от 1,5 до 6 миллиметра, безопасен в применении, технологичен в изготовлении, что позволяет установить его на внутреннюю поверхность корпуса-сферы. Для точного прилегания внутреннего термочехла к внутренней поверхности корпуса-сферы развертка первой части внутреннего термочехла имеет сложную форму с вырезами под внутренние клеммы цепей управления и питания и клеммы цепей нагрева, а во второй выполнены вырезы под окно.
Чувствительный элемент (ЧЭ) 8 обеспечивает направленность излучения для улучшения сигнала и повышения чувствительности устройства за счет уменьшения помех, связанных с отражением сигнала от мешающих объектов и от стенок резервуара.
ЧЭ 9 являются сменными, возможна замена одного типа ЧЭ на другой при последующей проверке и, возможно, перекалибровке датчика на предприятии-изготовителе или сертифицированными специалистами у заказчика.
Ячейка преобразования 10 представляет собой электронный узел, выполняющий следующие функции:
- генерацию импульсов возбуждения;
- фильтрацию, усиление и детектирование ответного сигнала;
- считывание сигнала интегрального термометра и ячейки измерения давления (параметра);
- обмен цифровой информацией с вторичным прибором;
- индикацию данных измерений.
Электронная плата обогрева 12 с нагревательным элементом, с цифровым регулятором и индикатором обеспечивает термоизоляцию вводов, а также поддержание стабильной температуры во внутреннем объеме корпуса-сферы;
Подключение платы обогрева производится через отдельный герметичный разъем, установленный вместо одного из кабельных вводов корпуса-сферы, через который может обеспечиваться транзитное подключение к информационным цепям.