Устройство измерения температурного профиля

Полезная модель относится к термометрии, а именно к датчикам температуры, и предназначена для одновременного измерения температуры в нескольких точках объекта, расположение которых определяется конструкцией объекта, и может быть использована в различных технологических процессах, в которых необходимо следить за изменением температуры на протяженных участках, например, в производстве погонажных изделий, в частности, труб.
Из уровня техники известно устройство для измерения профиля температур (RU 139660, опубл. 20.04.2014), которое включает термогирлянду, выполненную на базе цифровых термодатчиков интегрального исполнения, расположенных на кратном интервале по длине грузонесущего кабеля, соединенного с герметичным контейнером, содержащим блок регистрации, включающим микроконтролер, энергозависимую память для хранения данных, устройство синхронизации, блок питания, драйвер цифровой линии и радиомодуль. Датчики температуры прижаты к защитной оболочке кабеля и герметизированы полиуретановым герметиком. Термогирлянда подключается к термоконтейнеру через герморазъем. Блок регистрации снабжен аккумуляторной батареей.
Недостатком известного устройства является невозможность использования для измерения профиля температуры перемещающихся погонажных изделий в условиях высоких температурных, ударных и механических нагрузок. Также в устройстве не предусмотрена возможность отслеживания профиля в режиме реального времени, что сказывается на общей точности и информативности измерений.
Также из уровня техники известно устройство (термокоса) для многозонного измерения температуры (RU 2448335, опубл. 27.11.2011). Термокоса содержит последовательно расположенные датчики температуры, размещенные в защитном корпусе и соединенные между собой гибким кабелем 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.
Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения температуры, обусловленная наличием индивидуального защитного корпуса у каждого датчика температуры помимо общего защитного корпуса устройства. Такая двойная изоляция датчиков температуры от объекта, температура которого измеряется, снижает точность информативность измерений профиля температуры. Также в устройстве не предусмотрена возможность отслеживания профиля в режиме реального времени, что сказывается на общей точности и информативности измерений.
В виду наличия перечисленных недостатков устройств, известных из уровня техники, возникает потребность в создании устройства для измерения профиля температур, позволяющего работать при повышенных температурных, ударных и механических нагрузках длительное время без потери точности измерений при изготовлении погонажных изделий.
Техническая проблема, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в создании надежного устройство измерения температурного профиля движущихся погонажных изделий в условиях повышенных нагрузок.
Технический результат, достигаемый при использовании заявленной полезной модели, заключается в повышении точности и информативности измерения профиля температуры протяженного объекта с одновременным повышением устойчивости к температурным, ударным и другим механическим воздействиям.
Техническая проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что устройство измерения температурного профиля включает соединенные первую и вторую части. Первая и вторая части представляют собой два полых цилиндра из теплопроводящего, ударопрочного материала, с возможностью соосного соединения. Первая часть включает размещенные в полости на всем ее протяжении датчики температуры, а вторая часть включает размещенные в полости измерительный блок с источником питания и узлом беспроводной передачи данных, заключенные в теплоизоляционном корпусе, и датчик температуры, электрически подключенный к измерительному блоку. Измерительный блок выполнен с возможностью электрического соединения с датчиками температуры первой части устройства.
Выполнение составных частей, а значит, и самого устройства цилиндрической формы, соосное соединение частей позволяют минимизировать застревания и последствия ударных и других механических воздействий при работе устройства в условиях, движущихся погонажных изделий. Выполнение из теплопроводящего, ударопрочного материала обеспечивает высококачественную защиту начинки устройства с одновременной передачей тепла без потерь датчикам температуры. Размещение датчиков температуры на протяжении всей полости первой части устройства позволяет собрать информацию по всей длине устройства, что положительно сказывается на информативности и точности получаемой информации. Прямое электрическое соединение датчиков с измерительным блоком без каких-либо узлов-посредников позволяет максимально оперативно собирать всю информацию о температурном профиле. Наличие узла беспроводной передачи данных позволяет без промедления отслеживать температурный профиль. Заключение измерительного блока с источником питания и узлом беспроводной передачи данных в теплоизоляционном корпусе в полости второй части устройства позволяет максимально снизить вредные и разрушительные температурные воздействия на перечисленные узлы, при этом присутствие датчика температуры в этой же полости обеспечит повышенный контроль за температурным воздействием на узлы, а значит, позволит отслеживать повреждения под воздействием температуры и своевременно осуществлять замену в случае поломки узлов второй части устройства, которые в условиях температурных, ударных и других механических воздействий могут выходить из строя чаще датчиков температуры ввиду их более высокой технической сложности. Это позволяет повысить общую надежность устройства, свести к минимуму простой устройства, а значит повысить точность и информативность его работы.
Техническая проблема решается, а технический результат достигается также в следующих частных вариантах осуществления устройства.
Соединение первой и второй частей может быть выполнено разъемным, а электрическое соединение датчиков температуры первой части и измерительного блока также может быть выполнено разъемным. Такое соединение позволяет в случае поломки оперативно заменить узлы второй части устройства, которые в условиях температурных, ударных и других механических воздействий могут выходить из строя чаще датчиков температуры ввиду их более высокой технической сложности. Это позволяет повысить общую надежность устройства, свести к минимуму простой устройства, а значит повысить точность и информативность его работы.
Для повышения теплопередачи с одновременным сохранением защитных и прочностных характеристик первая и вторая части могут быть выполнены из металла. Высокая теплопроводность повысит точность получаемой информации о температуре, а прочность обеспечит надежность работы.
Вторая часть может быть снабжена отверстиями для снижения помех и обеспечения бесперебойности работы узла беспроводной передачи данных. Это позволит обеспечить непрерывность, а, следовательно, общую информативность получаемых сведений о температурном профиле.
Далее настоящая полезная модель поясняется следующими чертежами.
На фиг. 1 изображено устройство измерения температурного профиля в общем виде.
На фиг. 2 изображен общий вид первой части устройства измерения температурного профиля.
На фиг. 3 изображены общий вид второй части устройства измерения температурного профиля и измерительный блок в разрезе.
В соответствии с настоящей полезной моделью устройство измерения температурного профиля (1) (см. фиг. 1) конструктивно состоит из двух частей. Первая часть (2) выполнена в виде полого цилиндра из теплопроводящего и ударопрочного материала. Предпочтительно, она выполняется протяженной для более высокой точности измерения температурного профиля погонажных изделий, которые обладают большой длиной при относительно небольшом диаметре. Вторая часть (3) присоединена к первой части (2) и расположена соосно ей. Общая длина устройства измерения температурного профиля предпочтительно может составлять несколько метром, например, 10 м и более.
Первая часть (2) включает размещенные в полости на всем ее протяжении датчики температуры (4). Вторая часть (3) включает размещенные в полости измерительный блок с источником питания и узлом беспроводной передачи данных, заключенные в теплоизоляционном корпусе (8), и датчик температуры, электрически подключенный к измерительному блоку. Датчики температуры (4) расположенные в первой части (2) электрически подключены к измерительному блоку.
На фигурах 2 и 3 более подробно показано устройство первой (2) и второй (3) частей устройства измерения температурного профиля.
Первая часть (2) выполнена в форме цилиндра, вдоль оси которого рассредоточены датчики температуры (4) и имеет длину, предпочтительно не менее 9,5 м. Такая длина позволяет максимально точно снимать температурный профиль при производстве погонажных изделий, а, следовательно, повысить точность и информативность измеряемого температурного профиля. Датчики температуры (4) плотно крепятся, например, винтами, в полости первой части (2) к внутренней поверхности цилиндра и, предпочтительно, заливаются теплопроводным герметиком, что обеспечивает максимально плотный контакт датчиков температуры (4) с теплопроводной поверхностью первой части (2), а значит, обеспечивает максимально точную передачу температуры к датчикам и, следовательно, наиболее точное измерение всего температурного профиля. Такое расположение датчиков (4) позволяет измерять температуру на всем протяжении объекта, а, следовательно, повысить точность и информативность измеряемого температурного профиля. Все датчики температуры (4) соединены посредством электрического разъема (5) с измерительным блоком во второй части (3) устройства. Такое соединение датчиков температур (4) с измерительным блоком, одновременно с разъемным соединением первой (2) и второй (3) частей устройства позволяет в случае поломки оперативно заменить узлы второй части устройства, которые в условиях температурных, ударных и других механических воздействий могут выходить из строя чаще датчиков температуры ввиду их более высокой технической сложности. Это позволяет повысить общую надежность устройства, свести к минимуму простой устройства, а значит повысить точность и информативность его работы.
Вторая часть (3) устройства включает цилиндрический внешний корпус (7), с размещенными в нем измерительным блоком с источником питания и узлом беспроводной передачи данных, заключенные в теплоизоляционном корпусе (8). Кроме того, вторая часть (3) включает датчик температуры, который позволяет измерять температуру самого измерителя профиля температуры. Присутствие этого датчика температуры в полости обеспечит повышенный контроль за температурным воздействием на узлы, а значит, позволит отслеживать повреждения под воздействием температуры и своевременно осуществлять замену в случае поломки узлов второй части (3) устройства. Вторая часть (3), как и первая (2), выполнена, предпочтительно, из металла, и повышает теплопередачу с одновременным сохранением защитных и прочностных характеристик. Такая структура позволяет надежно защитить измерительный блок, источник питания и узел беспроводной передачи данных во время рабочего процесса от температурного и механического воздействий. Внешний корпус (7) второй части (3) может быть снабжен отверстиями (9) для снижения помех и обеспечения бесперебойности работы узла беспроводной передачи данных. Это позволит обеспечить непрерывность, а, следовательно, общую информативность получаемых сведений о температурном профиле. Первая (2) и вторая (3) части устройства измерения температурного профиля соединяются с помощью разъемного соединения (6).
Устройство измерения температурного профиля работает следующим образом.
Перед включением первая (2) и вторая (3) части устройства (1) измерения температурного профиля проверяются и соединяются в единое целое с соединением электрического разъема (5) внутри и разъемного соединения (6) снаружи.
Устройство (1) измерения температурного профиля включают и выкладывают на производственную линию вместе с погонажной продукцией. Далее оно вместе с погонажными изделиями направляется в печь. За счет роликов производственной линии происходит вращение и перемещение изделий, а вместе с ними и устройства (1) измерения температурного профиля. Перемещение сопровождается различными ударными нагрузками, а также высоким тепловым воздействием от печи, однако, заявляемая конструкция позволяет работать при повышенных температурных, ударных и механических нагрузках длительное время без потери точности измерений.
Поскольку устройство снабжено защищенным узлом беспроводной передачи данных, а также отверстиями, обеспечивающими минимизацию помех для этого узла, то обеспечивается непрерывное снятие температурного профиля без остановки производственной линии и изъятия устройства измерения температурного профиля.
Заявленное устройство измерения температурного профиля обладает повышенной точностью и информативностью измерений профиля температуры протяженного объекта с одновременным повышением устойчивости к температурным, ударным и другим механическим воздействиям, а, следовательно, является надежным устройством измерения температурного профиля движущихся погонажных изделий в условиях повышенных нагрузок.
Кроме того, заявленное устройство расширяет арсенал устройств измерения температурного профиля.