适应于安全生产的无源式智能水管防冻传感器的制作方法

1.本实用新型属于安全生产中水管防冻测试技术领域，尤其涉及一种适应于安全生产的无源式智能水管防冻传感器。


背景技术：

2.0度到4度时，由于水分子的作用力变弱，分子间距较大，体积就会变大，冬天金属的延展性也弱，当水结冰时，体积增大，水管会发生爆裂。水管爆裂会造成财产损失，所以在生产生活中，人们通过各种方式阻止水管中的水结冰，保证水管不会被冻裂。为了达到防冻的目标，水管防冻电热带应运而生，现在安装的伴热带通常会同时安装温度控制仪。它对于电伴热带来说是一个温度控制终端，通过感温探头获取电伴热带的温度，智能调节输出功率，达到一个恒定温度的效果。但是温度控制终端通常是测量空气的温度，空气温度达到0度时，水管里的水和空气的比热以及所处的环境不同，水温并不一定是0度，而且，即便水温达到0度，水管里的水也不会立即结冰，此时打开电热带就会产生能源的浪费。一种准确测量水管里的水能否结冰的传感器，成为影响电热带是否能够满足加热防结冰，又能最大限度节约能源的关键技术。


技术实现要素：

3.本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了适应于安全生产的无源式智能水管防冻传感器。
4.适应于安全生产的无源式智能水管防冻传感器，其特征在于，感温缸18内有活塞9，活塞9将水封闭于感温缸18内；感温缸18一侧固定有固定架1，固定架1顶端安装有顶簧3，固定架1中部安装有挡板16；感温缸18与固定架1相对的一侧固定有导程架12，导程架12端头固定有导程套13，导程架12上表面安装有棘爪11：导程套13内插有活动架6，活动架6下端有棘齿10，活动架6底部安装有限位螺母14；活动架6上端与顶簧3接触，活动架6上端下平面安装有固定柱2，以及与固定柱2相邻的触碰开关4；固定柱2上安装有自由滑动的导环5；活塞9上端面安装有活塞杆17，活塞杆17外侧套有复位弹簧8，活塞杆17穿过挡板16上的限位孔19，活塞杆17上端通过内螺纹孔安装有顶杆螺柱7，顶杆螺柱7外侧套有感知弹簧15，感知弹簧15下端放置在活塞杆17的上端面上。复位弹簧8的直径大于限位孔19的直径。
5.本实用新型的有益效果在于：本实用新型的一种适应于安全生产的无源式智能水管防冻传感器，采用水作为传感元件，利用水在结冰时的体积膨胀作为推动力，实现了水管中的水能否结冰的感。本实用新型避开了常用的温度测量结冰这种间接感知方式，直接感知水能否结冰，测量准确，达到了节能减排的效果。
附图说明
6.图1为本实用新型的整体示意图；
7.图2为本实用新型挡板16的俯视示意图。
具体实施方式
8.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
9.附图所示，一种适应于安全生产的无源式智能水管防冻传感器，其特征在于，感温缸18内有活塞9，活塞9将水封闭于感温缸18内；感温缸18一侧固定有固定架1，固定架1顶端安装有顶簧3，固定架1中部安装有挡板16；感温缸18与固定架1相对的一侧固定有导程架12，导程架12端头固定有导程套13，导程架12上表面安装有棘爪11；导程套13内插有活动架6，活动架6下端有棘齿10，活动架6底部安装有限位螺母14；活动架6上端与顶簧3接触，活动架6上端下平面安装有固定柱2，以及与固定柱2相邻的触碰开关4；固定柱2上安装有自由滑动的导环5；活塞9上端面安装有活塞杆17，活塞杆17外侧套有复位弹簧8，活塞杆17穿过挡板16上的限位孔19，活塞杆17上端通过内螺纹孔安装有顶杆螺柱7，顶杆螺柱7外侧套有感知弹簧15。复位弹簧8的直径大于限位孔19的直径。
10.感温缸18固定在待测水管旁边，使感温缸18与待测水管处于同一环境，以达到准确测量。初始状态时，复位弹簧8将活塞9向下推，使活塞9与感温缸18内的水紧密接触。导环5在重力的作用下，位于固定柱2的底端，不与触碰开关4接触。活塞9将水封闭于感温缸18内，当温度降低到4度时，感温缸18内的水开始膨胀，活塞9往上移动，活塞杆17随之往上移动并穿过挡板16上的限位孔19，活塞9压缩复位弹簧8，活塞杆17上端面推动感知弹簧15一起往上移动，当感知弹簧15的上端面触碰到导环5的下端面后，感知弹簧15推动导环5沿固定柱2向上移动，当导环5触碰到触碰开关4时，触碰开关4接通控制水管防冻电热带通电加热。随着感温缸18内水继续结冰膨胀，活塞杆17带动顶杆螺柱7继续往上移动，当顶杆螺柱7接触到固定柱2时，顶杆螺柱7推动活动架6沿导程套13向上移动，压缩顶簧3，在此过程中，导环5一直受到感知弹簧15的弹力作用，持续按压触碰开关4，使水管防冻电热带保持通电状态。当感温缸18内水的体积膨胀到极大值时，活动架6也达到了最高点，此时，顶簧3一直被压缩。其中，活动架6移动的最高点由顶杆螺柱7伸出活塞杆17部分的长度控制，通过预先旋转顶杆螺柱7即可调整顶杆螺柱7伸出活塞杆17部分的长度。
11.当温度升高时，感温缸18内冰融化，体积缩小，但是冰在融化时并不是温度升高就能快速完全融化，经历一段时间才能完全融化，活塞9再回到原来的位置。所以活塞返回到初始位置和温度升高之间有一定的时间延后。活动架6达到最高点后，在冰融化时，由于棘爪11和棘齿10的相互作用，活动架6无法向下移动，一直保持在最高点。感温缸18内冰融化，体积缩小，在复位弹簧8的作用下，活塞9往下移动，活塞杆17、顶杆螺柱7、感知弹簧15也一起往下移动，当感知弹簧15脱离导环5时，导环5开始往下移动，并最终与触碰开关4脱离接触，触碰开关4断开，控制水管防冻电热带断电。
12.由于气温的变化具有较长的周期，最短的时间为一个昼夜，如果白天气温升高到足以使触碰开关4断电，水管防冻电热带断电，工人将活动架6恢复到初始位置，等待下一个结冰周期，继续感知。


技术特征：
1.适应于安全生产的无源式智能水管防冻传感器，其特征在于，感温缸(18)内有活塞(9)，活塞(9)将水封闭于感温缸(18)内；感温缸(18)一侧固定有固定架(1)，固定架(1)顶端安装有顶簧(3)，固定架(1)中部安装有挡板(16)；感温缸(18)与固定架(1)相对的一侧固定有导程架(12)，导程架(12)端头固定有导程套(13)，导程架(12)上表面安装有棘爪(11)；导程套(13)内插有活动架(6)，活动架(6)下端有棘齿(10)，活动架(6)底部安装有限位螺母(14)；活动架(6)上端与顶簧(3)接触，活动架(6)上端下平面安装有固定柱(2)，以及与固定柱(2)相邻的触碰开关(4)；固定柱(2)上安装有自由滑动的导环(5)；活塞(9)上端面安装有活塞杆(17)，活塞杆(17)外侧套有复位弹簧(8)，活塞杆(17)穿过挡板(16)上的限位孔(19)，活塞杆(17)上端通过内螺纹孔安装有顶杆螺柱(7)，顶杆螺柱(7)外侧套有感知弹簧(15)，感知弹簧(15)下端放置在活塞杆(17)的上端面上。2.适应于安全生产的无源式智能水管防冻传感器，其特征在于，复位弹簧(8)的直径大于限位孔(19)的直径。

技术总结
本实用新型的一种适应于安全生产的无源式智能水管防冻传感器，采用水作为传感元件，利用水在结冰时的体积膨胀作为推动力，实现了水管中的水能否结冰的感。本实用新型避开了常用的温度测量结冰这种间接感知方式，直接感知水能否结冰，测量准确，达到了节能减排的效果。达到了节能减排的效果。达到了节能减排的效果。


技术研发人员：侯蕊芳 逯乐进 颜爱华
受保护的技术使用者：应急管理部研究中心
技术研发日：2022.03.30
技术公布日：2022/7/22