专利名称：管道断面多测点数字化温度传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于温度测量技术领域，涉及一种温度传感器，尤其是一种管道断面多测点数字化温度传感器。
背景技术：
冻结法输送管道系统包括去路干管、支路及回路干管，去路干管上每隔一段距离有一支路，总数通常有几十个至上百个，这些支路一直深入到事先布置在地下的冻结管，盐水进入冻结管循环后再从冻结管中出来，连接回路干管。其工作方式为经过制冷机制冷， 达到一定负温的盐水通过泵送从盐水箱出发，流经去路干管到达各个冻结管，完成对土体的降温，然后汇入回路干管，经由回路干管回到制冷机再次制冷后到达盐水箱，如此形成冻结循环系统，以达到地层冻结的目的。对去、回路干管和支路处温度监测是冻结法工程必需的。目前常用单点数字化温度传感器进行温度测量。如图1、图2所示，单点数字化温度传感器外观有如一个螺栓，包括，引线A，绝缘套管B，安装螺母C，0型密封圈D，标准螺纹不锈钢螺栓E，不锈钢套管F，测温元件G。引线A 与测温元件G连接，从不锈钢螺栓尾部引出，且引线A用绝缘套管B密封。测温元件G、绝缘套管B置于不锈钢套管F中，不锈钢套管F通过焊接方式封装在不锈钢螺栓内，以确保不渗漏。不锈钢套管F内填入环氧树脂胶来起到固定测温元件G以及密封的作用。不锈钢螺栓上设有标准螺纹E和安装螺母C，这样可以旋入事先焊接在管壁上的螺母中，以固定传感器。0型密封圈D设于不锈钢螺栓E上的安装螺母C侧，起到密封作用。每个传感器的引线接入到总线，直接连接到电脑终端，可在电脑上直接读出任意时刻各个测点的温度。但是目前使用的单点传感器存在一些问题。第一，单点传感器长度较短，进入管道的深度较小，一般适用于直径较小的支路盐水管道，而去、回干路管道直径较大，而且由于管壁散热，盐水温度在管道断面上差异很大，离管壁近的位置温度比靠管道轴线位置的盐水温度高，所以测量出的温度实际上为靠管壁处的盐水温度值，这导致温度测量值高于真实的全断面平均温度值。第二，单点传感器仅测量管道断面上某一点的温度值，无法较准确地反映全断面平均温度。在人工冻结工程中，对温度的监测目的是为了对冻结土体所处的冻结状态(如冻结发展阶段，冻结土的强度)进行精确的监控。因此，上述问题的出现会带来不利的影响。为克服这两个因素产生的问题，有必要对温度传感器进行改进。
实用新型内容本实用新型目的在于克服现有技术中存在单点传感器长度较短、仅能够测量断面某一点温度的缺点，提供一种管道断面多测点数字化温度传感器。为达到以上目的，本实用新型的解决方案是—种多测点数字化温度传感器，包括不锈钢套管、安装螺母、螺栓、测温元件、弓丨线、绝缘套管和密封圈，测温元件置于不锈钢套管内；不锈钢套管封装于螺栓内；引线一端连接测温元件，另一端从螺栓尾端引出；引线设于绝缘套管内，绝缘套管置于不锈钢套管中；测温元件至少为两个，引线将测温元件以并联方式串接。进一步，所述测温元件按一定间距或一定比例分布在不锈钢套管中。所述绝缘套管与不锈钢套管之间的间隙采用环氧树脂胶填充。所述安装螺母设于不锈钢螺栓上。所述密封圈设于不锈钢螺栓上的安装螺母侧。所述测温元件具有内置芯片，内置芯片是具有唯一编码且支持联网寻址的芯片。所述内置芯片是测温范围在_55°C +125°C，误差士0. 5°C的芯片。由于采用了以上技术方案，本实用新型具有以下有益效果克服了现有技术在某些情况下温度测量不准确，测量值波动很大的缺点，具有广泛的应用前景。
图1是改进前的单测点温度传感器安装于管道上的示意图。图2是改进前的单测点温度传感器构造示意图。图3是本实用新型一种实施例安装于管道上的示意图。图4是本实用新型一种实施例管道断面多测点数字化温度传感器构造示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本实用新型作进一步的说明。如图3，本实用新型实施例的安装示意图，本实用新型的管道断面多测点数字化温度传感器的深入长度(有效长度)、测点数量、测点分布等参数，须根据管道内径、监测需要等实际情况确定。图3、图4中所示为一全断面多点测量温度传感器。为了覆盖所需测量温度范围(本例中为圆心到管壁)，选择传感器有效测温长度(分布测点的长度)为干管内径的三分之二。这样就可以测量到干管断面上受外界影响较小的中部的温度，进而推算管道全断面的平均温度。管道断面多测点数字化温度传感器的具体结构如图4所示，包括引线1，绝缘套管 2，安装螺母3，0型密封圈4，标准螺纹不锈钢螺栓5，不锈钢套管6，测温元件7。其中，测温元件7按一定间隔(图中例子所示为均勻分布)布置在不锈钢套管内，在本实施例中设置了五个测温元件。引线1将测温元件7以并联方式串接起来，测温元件7之间的引线1用绝缘套管2套住；绝缘套管2置于不锈钢套管6中，不锈钢套管6采用焊接方式封装在不锈钢螺栓5内，以确保不渗漏；引线1从不锈钢螺栓5的尾部引出，而且引线1采用绝缘套管 2绝缘。绝缘套管2与不锈钢套管6之间的间隙采用环氧树脂胶填充来起到固定测温元件和密封的作用。不锈钢螺栓5上设有标准螺纹和安装螺母3，这样可以旋入事先焊接在管壁上的螺母中，从而固定传感器。0型密封圈4设于不锈钢螺栓5上的安装螺母3侧，起到密封作用。通过这样改进后的温度传感器就可以测量出同一断面离开管道轴心不同距离的温度值。测温元件内置芯片，每个芯片有唯一编码，支持联网寻址，测温范围_55°C +125°C， 误差士0.5°C，一般采用一线总线数字式温度传感芯片DS18B20。在此多点式温度传感器中，采用一线总线的接线方式，即每个传感元件的引线以并联方式连接到总线，从而达到减少引线数量、减小传感器体积和方便接线的目的。各传感器总线组成网络接入电脑终端系统中，就可以方便的完成实时监测。[0022]本实用新型可应用在液体或气体输送管道中使用。一个应用典型是人工地层冻结法(简称“冻结法”)的盐水循环管道，对盐水温度的精确测量。上述的对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型的范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种多测点数字化温度传感器，包括不锈钢套管、安装螺母、螺栓、测温元件、引线、 绝缘套管和密封圈，测温元件置于不锈钢套管内；不锈钢套管封装于螺栓内；引线一端连接测温元件，另一端从螺栓尾端引出；引线设于绝缘套管内，绝缘套管置于不锈钢套管中； 其特征在于测温元件至少为两个，引线将测温元件以并联方式串接。
2.如权利要求1所述的多测点数字化温度传感器，其特征在于所述测温元件按一定间距或一定比例分布在不锈钢套管中。
3.如权利要求1所述的多测点数字化温度传感器，其特征在于所述绝缘套管与不锈钢套管之间的间隙采用环氧树脂胶填充。
4.如权利要求1所述的多测点数字化温度传感器，其特征在于所述安装螺母设于不锈钢螺栓上。
5.如权利要求1所述的多测点数字化温度传感器，其特征在于所述密封圈设于不锈钢螺栓上的安装螺母侧。
6.如权利要求1所述的多测点数字化温度传感器，其特征在于所述测温元件具有内置芯片，内置芯片是具有唯一编码且支持联网寻址的芯片。
7.如权利要求6所述的多测点数字化温度传感器，其特征在于所述内置芯片是测温范围在-55°C +125°C，误差士0. 5°C的芯片。
专利摘要本实用新型公开了一种管道断面多测点数字化温度传感器，包括不锈钢套管、安装螺母、螺栓、测温元件、引线、绝缘套管和密封圈，测温元件置于不锈钢套管内；不锈钢套管封装于螺栓内；引线一端连接测温元件，另一端从螺栓尾端引出；引线设于绝缘套管内，绝缘套管置于不锈钢套管中；测温元件至少为两个，引线将测温元件以并联方式串接，测温元件按一定间距或一定比例分布在不锈钢套管中。本实用新型克服了在某些情况下温度测量不准确，测量值波动很大的缺点。
文档编号G01K7/00GK202229849SQ20112033577
公开日2012年5月23日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年9月8日
发明者张洛瑜, 胡向东, 舒畅, 赵飞 申请人:同济大学