[发明专利]管道内介质温度测量变送器

说明书

本发明公开的一种管道内介质温度测量变送器，包括两侧接嘴通过螺纹密封与管路连接的防水三通接头(1)、制有密闭金属屏蔽体的温度信号转换器(3)和多芯防水插座(4)，其中，带有保护套的感温探头(2)穿过防水三通接头(1)的垂直接头伸入两侧接嘴中空迎流管体中，感温探头(2)的线缆通过垂直接头中空杆连接温度信号转换器(3)对应电路的端子上；当感温探头(2)感受到被测量液体的温度时，利用内部的温度敏感元件(5)将温度信号转换成电阻信号，再通过信号转换电路(6)将电阻信号转换成电流信号，电流信号通过多芯防水插座(4)进行输出，供外部采集设备采集。本发明响应快、耐压能力高、耐海洋环境能力强、具有良好的电磁兼容性、流阻小且便于安装。

技术领域

本发明涉及一种主要测量密封管道中液体及蒸汽温度的传感器。

背景技术

在科研生产和社会生活中,经常会遇到流体温度测量的问题。由于流体的热物理性质,流动参数以及环境条件千差万别,需要根据测量的要求选择合适类型的温度传感器和测量方法。要想测量流体的真实温度,就需要使传感器感温元件处的温度与流体温度相等，但由于导热热流和辐射热流的存在,使得热平衡时必然存在着流体对传感器的对流热流,即流体和传感器感温元件间必定存在温差,从而带来测量误差。由导热热流和辐射热流导致的测温误差分别称为导热误差和辐射误差。由于介质的流动性具有“牵一发而动全身”的特点，所输介质的改变、局部管道输送条件的变化、运行参数的调整、泵站设备故障、介质泄漏等都会引起管道中流体介质的水力状态发生变化，尤其在突然启停泵、快速开关阀门时，管道中介质各个截面上的流速与压力将会发生急剧变化，管道运行的稳定状态遭到破坏。在生产上把这种管道压力突然发生瞬变，可能危及管道及设备安全的不稳定状态称之为水击。水击会引起管道中的介质密度、管道压力及管道截面积同步发生周期性的起伏变化，这种周期性的变化容易造成管道振动，并可能带来严重后果。

在复杂管道系统中，常规的液体温度传感器测量管路内流动液体的温度会受结构、空间和环境因素的限制。对于高压管路上某些位置，需要安装测量管路内部液体温度的传感器，通常要求温度感器能承受高压，能适应海洋环境，且具有良好的电磁兼容性，常规的温度传感器不能满足要求。为了测量复杂管道系统中的液态温度，现有技术通常采用分布式光纤温度传感器连续测量沿管道的温度分布，基于软件的方法，根据计算机采集系统实时采集管道的流量、压力、温度及其它数据，利用流量或压力的变化、物料或动量平衡、系统动态模型、压力梯度等原理，通过软件计算对泄漏进行检测和定位。利用管道的温度变化超过一定范围来判断物质泄漏引起周围环境温度的变化发生的泄漏。这类方法主要是对实时采集的温度、流量、压力信号进行实时分析和处理，以此来检测泄漏并定位。而且需要在管道两端安装压力传感器，通过上下游压力传感器捕捉到特定的瞬时压力降的波形进行泄漏判断，根据上下游压力传感器接收到的压力信号的时间差和负压波的传播速度定出泄漏点。而且还需要检测管道多点位的输入和输出流量或检测管道两端泵站的流量，并将信号汇总构成质量流量平衡图像，根据图像的变化特征可确定泄漏的程度和大致的位置。测量过程复杂，工作量大，使用不方便。

管道式温度传感器/变送器按应用管道种类可分为风管式和水管式两种。外壳采用PC材料制成，具有不锈钢探针，并内置A级标准铂电阻或NTC热敏电阻作为温度传感元件，有多种探针长度可供选择。具有体积小、重量轻、精度高、响应速度快、长期稳定性好等特点。变送器内部通常配有专用IC处理芯片及温度补偿运算放大电路，将被测的温度转换成与之对应的标准信号，是专业应用于HVAC管道系统内单点温度测量设备。水管温度传感器/变送器可用于测量空调水系统及制冷剂等介质温度。有多种探针长度及外壳组合可供选择。在管道工况复杂时，基于上述水管温度传感器/变送器检测技术很难得到令人满意的检测效果。