RU217998U1 - Temperature profile measuring device - Google Patents

Abstract

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. Полезная модель включает соединённые первую и вторую части, причём первая и вторая части представляют собой два полых цилиндра из теплопроводящего, ударопрочного материала, с возможностью соосного соединения, первая часть включает размещенные в полости на всём её 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, при этом измерительный блок выполнен с возможностью электрического соединения с датчиками температуры первой части устройства. Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели, заключается в повышении точности и информативности измерения профиля температуры протяженного объекта с одновременным повышением устойчивости к температурным, ударным и другим механическим воздействиям. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

The utility model relates to thermometry, namely to temperature sensors, and is intended for simultaneous temperature measurement at several points of an object, the location of which is determined by the structure of the object, and can be used in various technological processes in which it is necessary to monitor temperature changes over long sections, for example , in the production of molded products, in particular, pipes. The utility model includes the connected first and second parts, and the first and second parts are two hollow cylinders made of a heat-conducting, impact-resistant material, with the possibility of coaxial connection, the first part includes temperature sensors placed in the cavity along its entire length, and the second part includes temperature sensors placed in the cavity a measuring unit with a power source and a wireless data transmission unit enclosed in a heat-insulating housing, and a temperature sensor electrically connected to the measuring unit, while the measuring unit is configured to be electrically connected to the temperature sensors of the first part of the device. The technical result achieved by using the utility model is to increase the accuracy and information content of measuring the temperature profile of an extended object with a simultaneous increase in resistance to temperature, shock and other mechanical influences. 4 w.p. f-ly, 3 ill.

Description

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.The utility model relates to thermometry, namely to temperature sensors, and is intended for simultaneous temperature measurement at several points of an object, the location of which is determined by the structure of the object, and can be used in various technological processes in which it is necessary to monitor temperature changes over long sections, for example , in the production of molded products, in particular, pipes.

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.From the prior art, a device for measuring the temperature profile is known (RU 139660, publ. 20.04.2014), which includes a thermal garland made on the basis of integrated digital temperature sensors located at a multiple interval along the length of the load-carrying cable connected to a sealed container containing a registration unit, including a microcontroller, volatile memory for data storage, a synchronization device, a power supply, a digital line driver and a radio module. The temperature sensors are pressed against the cable sheath and sealed with polyurethane sealant. The thermogarland is connected to the thermocontainer through a hermetic connector. The registration unit is equipped with a rechargeable battery.

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.The disadvantage of the known device is the impossibility of using for measuring the temperature profile of moving molded products under conditions of high temperature, shock and mechanical loads. Also, the device does not provide the ability to track the profile in real time, which affects the overall accuracy and information content of measurements.

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.Also known from the prior art is a device (thermokosa) for multi-zone temperature measurement (RU 2448335, publ. 27.11.2011). The thermo braid contains temperature sensors arranged in series, placed in a protective housing and interconnected by a flexible cable in a polymer sheath. The protective metal case of each temperature sensor is equipped with polymer bushings at the edges, which are fastened to the cable by sealing and deformation along the contour, while at one end there is a connector for connecting to a device for reading, storing, processing and displaying data.

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.A disadvantage of the known device is the low accuracy of temperature measurement due to the presence of an individual protective housing for each temperature sensor in addition to the overall protective housing of the device. Such double isolation of temperature sensors from the object, the temperature of which is measured, reduces the accuracy of information content of temperature profile measurements. Also, the device does not provide the ability to track the profile in real time, which affects the overall accuracy and information content of measurements.

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.In view of the above disadvantages of devices known from the prior art, there is a need to create a device for measuring the temperature profile, which allows you to work at elevated temperature, shock and mechanical loads for a long time without loss of measurement accuracy in the manufacture of molded products.

Техническая проблема, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в создании надежного устройство измерения температурного профиля движущихся погонажных изделий в условиях повышенных нагрузок.The technical problem to be solved by the present utility model is to create a reliable device for measuring the temperature profile of moving molded products under conditions of increased loads.

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.The technical result achieved by using the claimed utility model is to increase the accuracy and information content of measuring the temperature profile of an extended object with a simultaneous increase in resistance to temperature, shock and other mechanical influences.

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.The technical problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the device for measuring the temperature profile includes connected first and second parts. The first and second parts are two hollow cylinders made of heat-conducting, shock-resistant material, with the possibility of coaxial connection. The first part includes temperature sensors placed in the cavity along its entire length, and the second part includes a measuring unit with a power source and a wireless data transmission unit placed in the cavity, enclosed in a heat-insulating case, and a temperature sensor electrically connected to the measuring unit. The measuring unit is made with the possibility of electrical connection with the temperature sensors of the first part of the device.

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.The execution of the components, and hence the device itself of a cylindrical shape, the coaxial connection of the parts make it possible to minimize jamming and the consequences of shock and other mechanical influences when the device is operating in conditions of moving molded products. The execution of heat-conducting, impact-resistant material provides high-quality protection of the inside of the device with simultaneous heat transfer without loss to temperature sensors. The placement of temperature sensors throughout the cavity of the first part of the device allows you to collect information along the entire length of the device, which has a positive effect on the information content and accuracy of the information received. Direct electrical connection of the sensors with the measuring unit without any intermediary nodes allows you to collect all information about the temperature profile as quickly as possible. The presence of a wireless data transmission node allows you to immediately monitor the temperature profile. The conclusion of the measuring unit with a power source and a wireless data transmission node in a heat-insulating housing in the cavity of the second part of the device allows you to minimize the harmful and destructive temperature effects on the listed nodes, while the presence of a temperature sensor in the same cavity will provide increased control over the temperature effect on the nodes, and This means that it will allow monitoring damage under the influence of temperature and timely replacement in case of failure of the components of the second part of the device, which, under conditions of temperature, shock and other mechanical influences, can fail more often than temperature sensors due to their higher technical complexity. This improves the overall reliability of the device, minimizes device downtime, and thus increases the accuracy and information content of its operation.

Техническая проблема решается, а технический результат достигается также в следующих частных вариантах осуществления устройства.The technical problem is solved, and the technical result is also achieved in the following private embodiments of the device.

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.The connection of the first and second parts can be made detachable, and the electrical connection of the temperature sensors of the first part and the measuring unit can also be made detachable. Such a connection allows, in the event of a breakdown, to quickly replace the components of the second part of the device, which, under conditions of temperature, shock and other mechanical influences, can fail more often than temperature sensors due to their higher technical complexity. This improves the overall reliability of the device, minimizes device downtime, and thus increases the accuracy and information content of its operation.

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.To improve heat transfer while maintaining the protective and strength characteristics, the first and second parts can be made of metal. High thermal conductivity will increase the accuracy of the received temperature information, and durability will ensure reliable operation.

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.The second part can be provided with holes to reduce interference and ensure the smooth operation of the wireless data transmission node. This will ensure the continuity and, consequently, the overall information content of the obtained information about the temperature profile.

Далее настоящая полезная модель поясняется следующими чертежами.Further, the present utility model is illustrated by the following drawings.

На фиг. 1 изображено устройство измерения температурного профиля в общем виде.In FIG. 1 shows a general view of a temperature profile measurement device.

На фиг. 2 изображен общий вид первой части устройства измерения температурного профиля.In FIG. 2 is a perspective view of the first part of the temperature profile measuring device.

На фиг. 3 изображены общий вид второй части устройства измерения температурного профиля и измерительный блок в разрезе.In FIG. 3 shows a general view of the second part of the temperature profile measurement device and the measuring unit in section.

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.In accordance with the present utility model, the temperature profile measurement device (1) (see Fig. 1) structurally consists of two parts. The first part (2) is made in the form of a hollow cylinder of a heat-conducting and impact-resistant material. Preferably, it is made extended for higher accuracy in measuring the temperature profile of molded products, which have a large length with a relatively small diameter. The second part (3) is attached to the first part (2) and is located coaxially with it. The overall length of the temperature profile measuring device may preferably be several meters, for example 10 m or more.

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.The first part (2) includes temperature sensors (4) placed in the cavity along its entire length. The second part (3) includes a measuring unit placed in the cavity with a power source and a wireless data transmission unit enclosed in a heat-insulating housing (8), and a temperature sensor electrically connected to the measuring unit. Temperature sensors (4) located in the first part (2) are electrically connected to the measuring unit.

На фигурах 2 и 3 более подробно показано устройство первой (2) и второй (3) частей устройства измерения температурного профиля.The figures 2 and 3 show in more detail the device of the first (2) and second (3) parts of the device for measuring the temperature profile.

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.The first part (2) is made in the form of a cylinder, along the axis of which temperature sensors (4) are dispersed and has a length, preferably at least 9.5 m. and informativeness of the measured temperature profile. Temperature sensors (4) are tightly fastened, for example, with screws, in the cavity of the first part (2) to the inner surface of the cylinder and, preferably, are filled with a heat-conducting sealant, which ensures the closest possible contact of the temperature sensors (4) with the heat-conducting surface of the first part (2), and therefore provides the most accurate temperature transmission to the sensors and, therefore, the most accurate measurement of the entire temperature profile. Such an arrangement of sensors (4) makes it possible to measure the temperature throughout the object, and, consequently, to increase the accuracy and information content of the measured temperature profile. All temperature sensors (4) are connected by means of an electrical connector (5) to the measuring unit in the second part (3) of the device. Such a connection of temperature sensors (4) with the measuring unit, simultaneously with a detachable connection of the first (2) and second (3) parts of the device, allows, in the event of a breakdown, to quickly replace the nodes of the second part of the device, which, under conditions of temperature, shock and other mechanical influences, can come out of building temperature sensors more often due to their higher technical complexity. This improves the overall reliability of the device, minimizes device downtime, and thus increases the accuracy and information content of its operation.

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).The second part (3) of the device includes a cylindrical outer casing (7), with a measuring unit with a power source and a wireless data transmission unit placed in it, enclosed in a heat-insulating casing (8). In addition, the second part (3) includes a temperature sensor that allows you to measure the temperature of the temperature profiler itself. The presence of this temperature sensor in the cavity will provide increased control over the temperature effect on the nodes, which means it will allow monitoring damage under the influence of temperature and timely replacement in case of breakage of the nodes of the second part (3) of the device. The second part (3), like the first one (2), is preferably made of metal and increases heat transfer while maintaining protective and strength characteristics. This structure allows you to reliably protect the measuring unit, power source and wireless data transmission node during the work process from thermal and mechanical influences. The outer casing (7) of the second part (3) can be provided with holes (9) to reduce interference and ensure uninterrupted operation of the wireless data transmission unit. This will ensure the continuity and, consequently, the overall information content of the obtained information about the temperature profile. The first (2) and second (3) parts of the temperature profile measurement device are connected by means of a detachable connection (6).

Устройство измерения температурного профиля работает следующим образом.The temperature profile measurement device operates as follows.

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.Before switching on, the first (2) and second (3) parts of the device (1) for measuring the temperature profile are checked and connected into a single whole with the connection of the electrical connector (5) inside and the detachable connection (6) outside.

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.The device (1) for measuring the temperature profile is turned on and laid out on the production line along with the molded products. Then it, together with molded products, is sent to the furnace. Due to the rollers of the production line, the products rotate and move, and with them the device (1) for measuring the temperature profile. The movement is accompanied by various shock loads, as well as high thermal effects from the furnace, however, the proposed design allows you to work at elevated temperature, shock and mechanical loads for a long time without loss of measurement accuracy.

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.Since the device is provided with a secure wireless communication node, as well as holes to minimize interference to this node, continuous temperature profiling is provided without stopping the production line and removing the temperature profiling device.

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.The claimed device for measuring the temperature profile has increased accuracy and information content of measuring the temperature profile of an extended object with a simultaneous increase in resistance to temperature, shock and other mechanical influences, and, therefore, is a reliable device for measuring the temperature profile of moving molded products under conditions of increased loads.

Кроме того, заявленное устройство расширяет арсенал устройств измерения температурного профиля.In addition, the claimed device expands the arsenal of devices for measuring the temperature profile.

Claims (9)

1. Устройство измерения температурного профиля, включающее соединённые первую и вторую части, причём1. A device for measuring a temperature profile, including connected first and second parts, and первая и вторая части представляют собой два полых цилиндра из теплопроводящего, ударопрочного материала, с возможностью соосного соединения, the first and second parts are two hollow cylinders made of heat-conducting, shock-resistant material, with the possibility of coaxial connection, первая часть включает размещенные в полости на всём её протяжении датчики температуры, аthe first part includes temperature sensors placed in the cavity along its entire length, and 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,the second part includes a measuring unit placed in the cavity with a power source and a wireless data transmission unit enclosed in a heat-insulating case, and a temperature sensor electrically connected to the measuring unit, при этом измерительный блок выполнен с возможностью электрического соединения с датчиками температуры первой части устройства.wherein the measuring unit is made with the possibility of electrical connection with the temperature sensors of the first part of the device. 2. Устройство по п.1, в котором соединение первой и второй частей выполнено разъёмным.2. The device according to claim 1, in which the connection of the first and second parts is made detachable. 3. Устройство по п.2, в котором электрическое соединение датчиков температуры первой части и измерительного блока выполнено разъёмным.3. The device according to claim 2, in which the electrical connection of the temperature sensors of the first part and the measuring unit is made detachable. 4. Устройство по п.1, в котором первая и вторая части выполнены из металла.4. Device according to claim 1, wherein the first and second parts are made of metal. 5. Устройство по п.1, в котором вторая часть снабжена отверстиями.5. The device according to claim 1, in which the second part is provided with holes.

Images