Термометрическая коса

Заявляемое техническое решение относится к термометрии, а именно к датчикам температуры, и предназначено для одновременного измерения температуры в нескольких точках объекта, расположение которых определяется конструкцией объекта, а также предназначено для полевого определения температуры грунтов, где требуется получить конкретные данные о температуре мерзлых, промерзающих и протаивающих грунтов.
Известно устройство для мониторинга температур в протяженном объекте, содержащее термоподвеску, состоящую из последовательно расположенных датчиков температуры, размещенных в защитном кожухе небольшого диаметра в виде съемной полимерной толстостенной оболочки самонесущего кабеля, а также снабженное уплотнением, предназначенным для исключения попадания окружающего воздуха в скважину во время проведения измерений. Устройство выполнено с возможностью извлечения термоподвески из упомянутой полимерной оболочки (RU 75692 U).
Недостатком устройства является большое время термической реакции из-за наличия полимерной толстостенной оболочки, в которой расположена термоподвеска, а также низкая герметичность термоподвески при отсутствии полимерной толстостенной оболочки, которая приводит к отказу устройства в условиях повышенной пыли и влаги.
Известна термометрическая коса, содержащая последовательно расположенные датчики температуры, размещенные в защитном корпусе, каждый датчик температуры выполнен на печатной плате в отдельном защитном металлическом корпусе и содержит в себе поправочный коэффициент, датчики температуры соединены между собой гибким кабелем, выполненным в полимерной оболочке, защитный металлический корпус каждого датчика температуры снабжен по краям полимерными втулками, которые скреплены с кабелем с помощью уплотнения и деформации по контуру, при этом на одном из концов размещен разъем для подключения к устройству считывания, хранения, обработки и отображения данных (RU 2448335 C2). Полимерные втулки могут быть выполнены из резины или кремнеорганического материала.
Герметизация металлического корпуса относительно гибкого кабеля и полимерной втулки, охватывающей кабель и вставленной внутрь металлического корпуса по его краям, осуществляется путем уплотнения и деформации (обкатки) металлического корпуса по контуру. Выполнение данной операции требует специального оборудования.
Недостатком данного устройства, выбранного в качестве ближайшего аналога, является низкая надежность герметизации датчиков, размещенных в металлических корпусах и сложность процедуры соединения полимерных втулок с металлическим корпусом. Существует достаточно высокий риск разгерметизации соединения во время эксплуатации, спустя какое-то время из-за потери упругих свойств резиновых или полимерных втулок.
Техническая проблема заключается в необходимости повышения надежности герметизации датчика в металлическом корпусе при упрощении технологии герметизации.
В заявляемой термометрической косе, содержащей последовательно расположенные и соединенные между собой гибким кабелем в полимерной оболочке датчики температуры, каждый из которых размещен в защитном металлическом корпусе, снабженным по краям полимерными втулками, для соединения и герметизации металлического корпуса с кабелем, согласно полезной модели, полимерная втулка выполнена из термоусаживаемого материала и охватывает снаружи кабель и конец металлического корпуса, при этом между полимерной термоусаживаемой втулкой и соединяемыми с ней частями кабеля и металлического корпуса расположен клеевой слой.
Использование втулки из термоусаживаемого материала, сжимающегося при нагревании, обеспечивает плотный охват корпуса и кабеля, значительно снижает трудоемкость герметизации датчиков термометрическая косы, при этом обеспечивается высокая надежность соединения. Клеевой слой между соединяемыми поверхностями дополнительно повышает надежность соединения термоусаживаемой трубки с кабелем и металлическим корпусом, что обеспечивает надежную герметизацию всех датчиков в соответствующих металлических корпусах.
Таким образом, заявляемое техническое решение обеспечивает достижение технического результата: повышение надежности герметизации датчиков термометрической косы при одновременном упрощении технологии.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид термометрической косы, на фиг. 2 - разрез в зоне соединения металлического корпуса с кабелями.
Заявляемая термометрическая коса содержит последовательно расположенные датчики 1 температуры. Каждый датчик 1 температуры выполнен на печатной плате. На печатной плате могут быть расположены электронные и цифровой компоненты. Датчики 1 соединены между собой посредством гибкого кабеля 2 в полимерной оболочке. При этом выводы кабеля 2, электронные и цифровой компоненты датчика 1 соединены с печатной платой при помощи пайки.
Каждый датчик 1 размещен в защитном корпусе 3, выполненном в виде металлической втулки. Форма поперечного сечения защитного металлического корпуса 3 может быть любой, например, в виде круга или правильного многоугольника.
Каждый конец металлического корпуса 3 и кабеля 2 охватывает полимерная втулка 4, выполненная из термоусаживаемого материала. Нагрев втулки 4 приводит к ее деформации, втулка обжимает конец металлического корпуса 3 и кабеля 2.
Кроме того, между соединяемыми поверхностями - внутренней поверхностью термоусаживаемой втулки 4, наружными сторонами конца защитного металлического корпуса 3 и выходящего из корпуса 3 кабеля 2, расположен клеевой слой. Приклеивание повышает надежность соединения, а дополнительный нагрев, использующийся для усадки полимерной втулки 4, также позволяет повысить качество склеивания.
На одном из концов термометрической косы размещен разъем 5 для подключения к устройству считывания, хранения, обработки и отображения данных.
Последний датчик температуры 1 может иметь устройство для распрямления термометрической косы в вертикальном положении.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Термометрическая коса осуществляет одновременное измерение температуры в нескольких точках объекта, расположение которых определяется конструкцией объекта, на различных расстояниях с определенным шагом при помощи устройства считывания, хранения, обработки и отображения данных.
В качестве объекта могут быть трубопроводы, протяженные объекты, например, любые скважины в различных грунтах, как в мерзлых, так и в промерзающих и протаивающих.
Термометрическая коса размещается в объекте, разъем 5 располагается в доступном для подключения его к устройству считывания, хранения, обработки и отображения данных месте.
Датчики 1 температуры измеряют температуру объекта, преобразуют измеренный сигнал в цифровой вид, при этом каждый датчик 1 температуры содержит маркировку. Результаты измерения с датчиков 1 температуры поступают на устройство считывания, хранения, обработки и отображения данных, где происходят считывание и обработка полученных данных и передача их на индикатор устройства считывания, хранения, обработки и отображения данных и персональный компьютер при помощи соответствующей программы.
Питание термометрической косы осуществляется от устройства считывания, хранения, обработки и отображения данных.
Таким образом, термометрическая коса обеспечивает заявленный технический результат, поскольку скрепление защитного корпуса с кабелем посредством термоусаживаемой втулки и клеевого слоя обеспечивает надежное герметичное соединение и, следовательно, надежность работы заявляемой термокосы.
Данное описание предлагает один из возможных вариантов выполнения устройства, соответствующих предлагаемой формуле. По предлагаемой формуле возможны и другие конкретные исполнения устройства.