RU2215271C1

RU2215271C1 - Temperature transmitter with sensitive element

Info

Publication number: RU2215271C1
Application number: RU2002128399A
Authority: RU
Inventors: Г.А. Васильев; С.А. Ерохин; В.В. Сосновиков; А.С. Вербило; А.Н. Клименко
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа Специализированное конструкторское бюро "Термоприбор"
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2003-10-27

Abstract

FIELD: measurement technology, uninterrupted measurement and recording of temperature of outer surface of tubes. SUBSTANCE: temperature transmitter includes base, sensitive element, case with cover, cable lead-out and cassette in the form of hollow stepped cylinder. Cassette has two vertical through holes inside which sensitive elements are positioned. Sensitive element comprises core with wire temperature-sensitive resistor, protective enclosure in the form of tube, members for attachment and fixing current leads and electric wires. Core has shape of stepped cylinder with pin on end and annular groove with formation of thin protrusion. Core is fabricated from high thermal conductivity material and is covered with thin insulation layer. EFFECT: increased accuracy of measurement and recording of temperature of outer surface of tube, enhanced operational reliability of temperature transmitter and prolonged service life of it. 23 cl, 4 dwg

Description

Изобретение предназначено для непрерывного измерения и регистрации температуры наружной поверхности труб, расположенных в местах, не позволяющих производить непосредственные замеры, например, в подземных коммуникациях. The invention is intended for continuous measurement and registration of the temperature of the outer surface of pipes located in places that do not allow direct measurements, for example, in underground utilities.

Известен датчик температуры для непрерывного измерения и регистрации температуры наружной поверхности труб, представляющий электроды термоэлектрического термометра с зажимом на трубе [см. Г.М. Иванова, Н.Д. Кузнецов и B.C. Чистяков "Теплотехнические измерения и приборы", М., Энергоатомиздат, 1984, стр.73, рис. 9.2]. Known temperature sensor for continuous measurement and registration of the temperature of the outer surface of the pipes, representing the electrodes of a thermoelectric thermometer with a clip on the pipe [see G.M. Ivanova, N.D. Kuznetsov and B.C. Chistyakov "Thermotechnical measurements and instruments", M., Energoatomizdat, 1984, p. 73, fig. 9.2].

Недостатком указанного датчика температуры является высокая погрешность измерения температуры наружной поверхности труб, так как термоэлектрические термометры предполагают наличие теплоизоляции на измеряемых трубах. The disadvantage of this temperature sensor is the high error of measuring the temperature of the outer surface of the pipes, since thermoelectric thermometers suggest the presence of thermal insulation on the measured pipes.

Известен чувствительный элемент, состоящий из сердечника в виде трубчатого полого упругого элемента с фольговым никелевым терморезистором, размещенными в защитном кожухе, служащем одновременно корпусом, токовыводов и элементов крепления и фиксации токовыводов. См., например, описание к патенту RU 2086936, опубл. 10.08.97. Бюл. 22. A known sensitive element consisting of a core in the form of a tubular hollow elastic element with a foil nickel thermistor placed in a protective casing, which serves as a housing at the same time, current leads and elements for fastening and fixing current leads. See, for example, the description of patent RU 2086936, publ. 08/10/97. Bull. 22.

Основным недостатком никелевого фольгового терморезистора (ФТР) является довольно высокая нестабильность градуировочной характеристики преобразования. Согласно ГОСТ 6651-94 такие термопреобразователи могут быть только класса С, что в настоящее время является недостаточным для соблюдения режимов различных технологических процессов. Кроме того, ФТР имеют малое абсолютное значение собственного сопротивления, что обусловлено их большими размерами по сравнению с проволочными терморезисторами одного номинала. Использование многослойных ФТР для увеличения чувствительности приводит к увеличению инерционности вследствие появления переходных тепловых сопротивлений между отдельными рядами ФТР. Кроме того, при поджиме ФТР к поверхности корпуса за счет разжимания упругого элемента может произойти нарушение изоляции ФТР и, следовательно, пробой ФТР на корпус датчика, что приводит к выходу датчика из строя. К тому же при изменении температуры, а также с течением времени, упругие свойства прижимного устройства изменяются, что сказывается на свойствах теплового контакта между ФТР и корпусом в сторону ухудшения. The main disadvantage of the nickel foil thermistor (FTR) is the rather high instability of the calibration characteristics of the conversion. According to GOST 6651-94, such thermal converters can only be of class C, which is currently insufficient to comply with the regimes of various technological processes. In addition, PTFs have a small absolute value of their own resistance, which is due to their large size compared to wire thermistors of the same denomination. The use of multilayer FTFs to increase sensitivity leads to an increase in inertia due to the appearance of transient thermal resistances between individual rows of FTFs. In addition, when the FTF is pressed to the surface of the housing due to the expansion of the elastic element, there can be a violation of the FTF insulation and, consequently, the breakdown of the FTF on the sensor housing, which leads to the failure of the sensor. Moreover, with a change in temperature, as well as over time, the elastic properties of the clamping device change, which affects the properties of thermal contact between the TFR and the housing in the direction of deterioration.

Наиболее близким к заявляемому изобретению и взятый за прототип [см. Технический паспорт, MMG Automatika Muvek, Budapest III., Szervolgyi ut 41, tel. 886-340, 886-345] является датчик температуры, который состоит из основания и крышки, образуя корпус и внутри которого на основание расположен чувствительный элемент, закрытый пластиной. Основание и крышка, соединенные между собой, образуют герметичную полость и имеют одну общую ось, перпендикулярную оси трубы, вдоль которой расположен кабельный вывод с элементами его фиксации и герметизации. Датчик температуры закрывается от внешней среды изоляционным кожухом. Соединительный кабель выполнен на основе стандартного многожильного кабеля из электрических проводов, подсоединенных к чувствительному элементу. Датчик температуры устанавливается на трубе при помощи клея. При этом основание предполагает наличие только трех градаций по радиусу кривизны относительно диаметра трубы. Closest to the claimed invention and taken as a prototype [see Technical Data Sheet, MMG Automatika Muvek, Budapest III., Szervolgyi ut 41, tel. 886-340, 886-345] is a temperature sensor, which consists of a base and a cover, forming a body and inside of which a sensitive element is located on the base, covered by a plate. The base and the cover, interconnected, form a sealed cavity and have one common axis perpendicular to the axis of the pipe, along which there is a cable outlet with elements for its fixation and sealing. The temperature sensor is closed from the external environment by an insulating casing. The connecting cable is made on the basis of a standard multicore cable of electrical wires connected to a sensitive element. The temperature sensor is installed on the pipe with glue. In this case, the base assumes the presence of only three gradations along the radius of curvature relative to the diameter of the pipe.

Недостатками указанного датчика температуры являются следующие. Во-первых, наличие только трех градаций по радиусу кривизны основания датчика температуры относительно диаметра трубы. Поэтому при установке датчика температуры на трубу другого диаметра может возникнуть большой зазор между контактирующими поверхностями датчика температуры и трубы, что приведет к высокой погрешности измерения и регистрации температуры наружной поверхности трубы. The disadvantages of this temperature sensor are as follows. Firstly, the presence of only three gradations along the radius of curvature of the base of the temperature sensor relative to the diameter of the pipe. Therefore, when installing a temperature sensor on a pipe of a different diameter, a large gap may occur between the contacting surfaces of the temperature sensor and the pipe, which will lead to a high error in measuring and recording the temperature of the outer surface of the pipe.

Во-вторых, низкая надежность соединения корпуса с соединительным кабелем. Это обусловлено тем, что такие датчики температуры устанавливаются на подземных трубах, где они подвергаются воздействию влаги, растворов солей, кислот, находящихся в почве, а также циклов замораживания-размораживания. Все эти факторы неблагоприятно воздействуют на расположенное сверху место входа соединительного кабеля в корпус, что может привести к разгерметизации корпуса и преждевременному выходу из строя датчика температуры. Secondly, the low reliability of the connection of the housing with the connecting cable. This is due to the fact that such temperature sensors are installed on underground pipes, where they are exposed to moisture, solutions of salts, acids in the soil, as well as freeze-thaw cycles. All these factors adversely affect the entry point of the connecting cable into the housing located on top, which can lead to depressurization of the housing and premature failure of the temperature sensor.

В-третьих, использование соединительного кабеля без механической защиты может привести к нарушению его целостности при монтаже и эксплуатации при подвижках грунта и преждевременному выходу из строя. Thirdly, the use of a connecting cable without mechanical protection can lead to a violation of its integrity during installation and operation during ground movements and premature failure.

В-четвертых, в датчике температуры расположен только один чувствительный элемент и, таким образом, имеется только один измерительный канал. Поэтому при выходе чувствительного элемента из строя, например, от пробоя грозового заряда, выйдет из строя и датчик температуры, установленный на трубе под землей. Fourthly, in the temperature sensor there is only one sensing element and, thus, there is only one measuring channel. Therefore, when the sensitive element fails, for example, from the breakdown of a lightning charge, the temperature sensor installed on the pipe underground will also fail.

В-пятых, не предусмотрена электроизоляция корпуса датчика температуры от электрического потенциала, существующего на поверхности трубы. Fifth, there is no electrical isolation of the temperature sensor housing from the electrical potential existing on the surface of the pipe.

Наиболее близким к заявляемому изобретению и взятым за прототип является чувствительный элемент, состоящий из сердечника в виде полой трубки с проволочным терморезистором, токовыводов, защитного кожуха в виде трубки из никеля, элементов крепления и фиксации токовыводов. См., например, описание к патенту RU 2126956, опубл. 27.02.99. Бюл. 6. Closest to the claimed invention and taken as a prototype is a sensitive element consisting of a core in the form of a hollow tube with a wire thermistor, current leads, a protective casing in the form of a nickel tube, fasteners and fixation of current leads. See, for example, the description of patent RU 2126956, publ. 02/27/99. Bull. 6.

Недостатками его являются, во-первых, возможность измерения температуры в воздушной среде, а не прямым контактом с твердыми телами, что снижает надежность датчика вследствие возможного замыкания проволочного терморезистора на корпус датчика, во-вторых, выполнение сердечника в виде тонкостенной трубки из никеля уменьшает эффективную температуропроводность датчика температуры, и, следовательно, увеличивает его инерционность. Заполнение полости между проволочным терморезистором и стенкой защитного кожуха для снижения инерционности теплопроводным эпоксидным компаундом может привести к разрушению проволочного терморезистора при изменении температуры контролируемой среды вследствие большой жесткости застывшего компаунда и разных значений температурных коэффициентов расширения компаунда и материала терморезистора (микропровод терморезистора просто может порваться). Использование порошка окиси алюминия в качестве добавки для увеличения теплопроводности компаунда не приводит к значительному увеличению его теплопроводности (обычно используются мелкодисперсные порошки металлов, например, алюминиевой пудры). Выбор гетинакса для крепления переходных контактных стержней от терморезистора к наружным токовыводам неудачен, так как гетинакс хорошо впитывает влагу, что может при эксплуатации привести к падению сопротивления изоляции между токовыводами, и, следовательно, к погрешности измерения. Помимо этого, наличие переходных контактных стержней приводит к появлению двух мест соединений (от терморезистора к контактным стержням и от них - к наружным токовыводам), что, в общем, снижает надежность работы датчика в целом. Its disadvantages are, firstly, the ability to measure temperature in air, rather than direct contact with solids, which reduces the reliability of the sensor due to the possible short circuit of the wire thermistor on the sensor housing, and secondly, the execution of the core in the form of a thin-walled nickel tube reduces the effective thermal diffusivity of the temperature sensor, and therefore increases its inertia. Filling the cavity between the wire thermistor and the wall of the protective casing to reduce the inertia of the heat-conducting epoxy compound can lead to the destruction of the wire thermistor when the temperature of the controlled medium changes due to the high stiffness of the solidified compound and different temperature expansion coefficients of the compound and the material of the thermistor (the thermistor microwire can simply break). The use of alumina powder as an additive to increase the thermal conductivity of a compound does not lead to a significant increase in its thermal conductivity (finely dispersed metal powders, for example, aluminum powder, are usually used). The choice of getinaks for attaching transition contact rods from a thermistor to external current leads is unsuccessful, since getinaks absorbs moisture well, which during operation can lead to a drop in insulation resistance between current leads, and, consequently, to measurement error. In addition, the presence of transition contact rods leads to the appearance of two connection points (from the thermistor to the contact rods and from them to the external current outputs), which, in general, reduces the reliability of the sensor as a whole.

Задачей, на решение которой направлена группа изобретений, является повышение точности измерения и регистрации температуры наружной поверхности трубы, повышение надежности работы датчика температуры, а также увеличение его срока службы. The task to which the group of inventions is directed is to increase the accuracy of measuring and recording the temperature of the outer surface of the pipe, increasing the reliability of the temperature sensor, as well as increasing its service life.

Ожидаемый технический результат заключается в получении датчика температуры с возможностью использования его на трубах любого диаметра с высоким быстродействием и малой статической погрешностью измерения и регистрации температуры, а также с меньшими массо-габаритными характеристиками. The expected technical result is to obtain a temperature sensor with the possibility of using it on pipes of any diameter with high speed and low static error in measuring and recording temperature, as well as with smaller weight and size characteristics.

Для этого датчик температуры, состоящий из основания, чувствительного элемента, корпуса с крышкой, кабельного вывода с элементами фиксации и герметизации и изоляционного кожуха, дополнительно содержит кассету формы ступенчатого полнотелого цилиндра, соответствующую внутренней полости корпуса, с несколькими вертикальными сквозными отверстиями, внутри которых расположены чувствительные элементы, соприкасающиеся с дном корпуса без воздушного зазора через слой высокотеплопроводной пасты, и одним монтажным отверстием с боковым каналом под ним и гайкой, поджимающей ее сверху, а корпус представляет собой цилиндрический стакан с глухим тонким ступенчатым дном, расположенным сверху через диэлектрическую прокладку в ответной части прямоугольного основания с двумя боковыми проточками, имеющего сверху центральное глухое углубление, соответствующее диаметру и глубине ступенчатого дна корпуса, и состыкован с ним разъемным соединением, а снизу имеющего кривизну радиуса R вдоль большей оси основания, соответствующего радиусу поверхности трубы, при этом кабельный вывод расположен параллельно образующей прямой линии поверхности основания и состоит из штуцера и соединительного кабеля, включающего электрические провода внутри металлической трубки и оцинкованного металлорукава. При этом кассета монтажным отверстием с боковым каналом расположена напротив отверстия кабельного вывода и имеет коэффициент теплопроводности более чем на порядок меньше коэффициента теплопроводности чувствительных элементов, т.е. коэффициент теплопроводности чувствительных элементов к коэффициенту теплопроводности кассеты составляет 40-60 единиц и сама кассета изготовлена из теплоизоляционного материала фенопласта. Толщина дна корпуса менее 1 мм, а толщина диэлектрической прокладки из стеклоткани между ступенчатым дном корпуса и ответной частью основания составляет 0,032 мм. При этом соприкосновение чувствительных элементов с дном корпуса без воздушного зазора осуществлено через слой высокотеплопроводной пасты, а слой высокотеплопроводной пасты является слоем пасты КПТ-8. Разъемное соединение между основанием и корпусом выполнено в виде двух винтов через втулки из диэлектрического материала, а основание сверху имеет две боковые проточки с диэлектрической защитой. For this, the temperature sensor, consisting of a base, a sensing element, a housing with a cover, a cable outlet with fixing and sealing elements and an insulating casing, additionally contains a cassette of the shape of a stepped full-bodied cylinder corresponding to the internal cavity of the housing, with several vertical through holes, inside of which there are sensitive elements in contact with the bottom of the case without air gap through a layer of highly heat-conducting paste, and one mounting hole with a side channel beneath it and a nut, pressing it on top, and the case is a cylindrical glass with a deaf thin stepped bottom located on top through a dielectric gasket in the mate of the rectangular base with two side grooves having a central blind recess on top corresponding to the diameter and depth of the stepped bottom of the case, and docked with it by a detachable connection, and from the bottom having a curvature of radius R along the greater axis of the base, corresponding to the radius of the pipe surface, while the cable outlet is located dix generatrix parallel to the straight line surface of the base and consists of fitting and connecting of the cable, comprising electrical wires inside a metal tube and galvanized metal hose. In this case, the cassette with the mounting hole with the side channel is located opposite the cable outlet hole and has a thermal conductivity coefficient more than an order of magnitude lower than the thermal conductivity coefficient of the sensitive elements, i.e. the coefficient of thermal conductivity of the sensitive elements to the coefficient of thermal conductivity of the cartridge is 40-60 units and the cartridge itself is made of heat-insulating phenolic material. The thickness of the bottom of the casing is less than 1 mm, and the thickness of the dielectric strip made of fiberglass between the stepped bottom of the casing and the counterpart of the base is 0.032 mm. In this case, the contact of the sensitive elements with the bottom of the body without an air gap is carried out through a layer of highly conductive paste, and the layer of highly conductive paste is a layer of paste KPT-8. The detachable connection between the base and the housing is made in the form of two screws through bushings of dielectric material, and the base on top has two side grooves with dielectric protection.

Корпус с крышкой, основание, кабельный вывод и металлическая трубка изготовлены из нержавеющей стали 12Х18Н10Т. Housing with cover, base, cable outlet and metal tube are made of 12X18H10T stainless steel.

Это достигается тем, что чувствительный элемент, состоящий из сердечника с проволочным терморезистором, защитного кожуха в виде трубки, элементов крепления и фиксации токовыводов и электрических проводов, имеет сердечник формы ступенчатого цилиндра со штырем на конце и проточкой с образованием тонкого выступа диаметром, меньше внутреннего диаметра защитного кожуха и утолщенного выступа, являющегося основанием сердечника, с другой стороны, противоположной штырю и диаметром, равным внутреннему диаметру защитного кожуха и буртиком на конце основания сердечника с диаметром, равным внешнему диаметру защитного кожуха, и на который, в сборе, опирается этот защитный кожух, при этом сердечник выполнен из высокотеплопроводного материала и покрыт тонким слоем электроизоляции, а элементы крепления и фиксации токовыводов, расположены над сердечником и внутри защитного кожуха включают диэлектрическую катушку из низкотеплопроводного материала, которая насажена на штырь и вставку, а на кружках катушки нижних выполнены пазы и верхних - отверстия для прохождения токовыводов терморезистора, выполненного в виде намотанного изолированного микропровода, и электрических проводов соответственно и их электрического соединения пайкой в пространстве между кружками катушки, при этом защитный кожух выполнен из тонкостенной металлической трубки и длина которой превышает длину, собранных вместе, сердечника и катушки, при этом образованная полость заполнена затвердевшим клеем. Для этого сердечник выполнен из высокотеплопроводного материала, например, алюминиевого сплава и вся его поверхность имеет покрытие слоем электроизоляции, выполненным химическим путем - анодированным оксидированием, а проволочный терморезистор выполнен ив медного изолированного микропровода в виде бифилярной намотки и имеет длину 13 метров с диаметром 50 мкм марки ПЭТимид. При этом защитный кожух выполнен из латуни с толщиной стенки 0,25 мм, и его длина превышает длину, собранных вместе, сердечника и катушки на 3-5 мм и образованная полость заполнена затвердевшим клеем из низкотеплопроводного клея ВК-9. А катушка выполнена из низкотеплопроводного материала, например капролона (полиамида блочного) и на кружках катушки выполнены пазы глубиной до 1,0 мм и отверстия диаметром 0,8-1,1 мм со смещением на угол 90^o относительно друг друга.This is achieved by the fact that the sensitive element, consisting of a core with a wire thermistor, a protective casing in the form of a tube, fastening and fixing elements for current leads and electric wires, has a step-shaped cylinder core with a pin at the end and a groove with the formation of a thin protrusion with a diameter smaller than the inner diameter a protective casing and a thickened protrusion, which is the base of the core, on the other hand, opposite the pin and a diameter equal to the inner diameter of the protective casing and a shoulder on The bottom of the core with a diameter equal to the outer diameter of the protective casing, and on which, this protective casing is supported, is assembled, the core is made of highly heat-conducting material and covered with a thin layer of electrical insulation, and the fastening and fixing elements of the current leads are located above the core and inside the protective the casing includes a dielectric coil of low-conductive material, which is mounted on the pin and insert, and grooves are made on the circles of the lower coils and the holes for the passage of thermal current leads are made on the upper circles a resistor made in the form of a wound insulated microwire, and electric wires, respectively, and their electrical connection by soldering in the space between the circles of the coil, while the protective casing is made of a thin-walled metal tube and the length of which exceeds the length of the core and coil assembled together, with the cavity formed filled with hardened glue. For this, the core is made of highly heat-conducting material, for example, aluminum alloy and its entire surface is coated with a layer of electrical insulation made chemically - anodized oxidation, and the wire thermistor is made of copper insulated microwire in the form of bifilar winding and has a length of 13 meters with a diameter of 50 microns of mark PETIMID. In this case, the protective casing is made of brass with a wall thickness of 0.25 mm, and its length exceeds the length of the core and coil assembled together by 3-5 mm and the formed cavity is filled with hardened glue from VK-9 low-temperature glue. And the coil is made of low heat-conducting material, for example caprolon (block polyamide) and grooves with depths of up to 1.0 mm and holes with a diameter of 0.8-1.1 mm with an offset of 90 ^° relative to each other are made on the circles of the coil.

На фиг.1 представлен общий вид датчика температуры в разрезе. Figure 1 presents a General view of the temperature sensor in section.

На фиг.2 - сечение А-А. Figure 2 is a section aa.

На фиг.3 - вид сверху без крышки и изоляционного кожуха. Figure 3 is a top view without a cover and an insulating casing.

На фиг.4 представлен общий вид чувствительного элемента в разрезе. Figure 4 presents a General view of the sensitive element in section.

Датчик температуры состоит из корпуса 1 с крышкой 2, основания 3, изоляционного кожуха 4 и кабельного вывода 5, расположенного параллельно образующей прямой линии поверхности основания 3 или оси трубы. Корпус 1 представляет собой цилиндрический стакан с глухим тонким ступенчатым дном 6. Внутри корпуса 1 расположена кассета 7. The temperature sensor consists of a housing 1 with a cover 2, a base 3, an insulating casing 4 and a cable outlet 5 located parallel to forming a straight line of the surface of the base 3 or the axis of the pipe. The housing 1 is a cylindrical glass with a deaf thin stepped bottom 6. Inside the housing 1 is a cartridge 7.

Кассета 7 имеет форму ступенчатого полнотелого цилиндра, соответствующую внутренней полости корпуса 1 с несколькими вертикальными сквозными отверстиями 8 с их проекцией на дно корпуса 1 и одним монтажным отверстием 9 (см. фиг. 3), с боковым каналом 10 под ним для бокового выхода электрических проводов 11 соединительного кабеля. Кассета 7 сверху поджата гайкой 12. The cassette 7 has the shape of a stepped full-bodied cylinder corresponding to the internal cavity of the housing 1 with several vertical through holes 8 with their projection onto the bottom of the housing 1 and one mounting hole 9 (see Fig. 3), with a side channel 10 below it for lateral output of electrical wires 11 connecting cables. Cassette 7 is preloaded by nut 12.

В вертикальных сквозных отверстиях 8 (на фиг.3 их показано три) находятся чувствительные элементы 13, причем перенос тепла внутри чувствительного элемента осуществляется вдоль оси вертикальных сквозных отверстий 8. Чувствительные элементы 13 выполнены, например, с учетом требования ГОСТ 6651-94. In the vertical through holes 8 (three are shown in FIG. 3), the sensing elements 13 are located, and heat transfer inside the sensing element is carried out along the axis of the vertical through holes 8. The sensitive elements 13 are made, for example, taking into account the requirements of GOST 6651-94.

Кассета 7 изготовлена из теплоизоляционного материала, например, фенопласта. Материал кассеты 7 имеет коэффициент теплопроводности в десятки раз меньше коэффициента теплопроводности чувствительных элементов 13: λ_{чувств.элемента}≈50•λ_{кассеты}, где λ - коэффициент теплопроводности.The cassette 7 is made of a heat-insulating material, for example, phenolic. The material of the cartridge 7 has a thermal conductivity coefficient tens of times smaller than the thermal conductivity coefficient of the sensitive elements 13: λ _{sensing element} ≈50 • λ of the _cartridge , where λ is the thermal conductivity coefficient.

Для улучшения теплового контакта чувствительные элементы 13 должны соприкасаться с дном корпуса 1 без воздушного зазора. Это требование обеспечивается тем, что между тонким дном корпуса 1 и основаниями чувствительных элементов 13, например, нанесен тонкий слой 14 из высокотеплопроводного вещества, например, из пасты КПТ-8 (ГОСТ 19783-74). To improve thermal contact, the sensing elements 13 should be in contact with the bottom of the housing 1 without air gap. This requirement is ensured by the fact that between the thin bottom of the housing 1 and the bases of the sensitive elements 13, for example, a thin layer 14 of a highly thermally conductive substance, for example, KPT-8 paste (GOST 19783-74), is applied.

Через боковой канал 10 и монтажное отверстие 9, расположенные напротив отверстия кабельного вывода 5, протянуты электрические провода 15, например, MC16-13 02 к чувствительным элементам 13. Монтажное отверстие 9 защищает электрические провода 15 от смещения и разъединения их с токовыводами чувствительных элементов 13. Electric wires 15, for example, MC16-13 02 to the sensing elements 13, are stretched through the side channel 10 and the mounting hole 9, opposite the opening of the cable outlet 5, to the sensing elements 13. The mounting hole 9 protects the electric wires 15 from being dislodged and disconnected from the sensing elements 13.

Чувствительные элементы 13 с электрическими проводами 15 через кабельный вывод 5 подключены к системе измерения, расположенной на поверхности земли (на фиг.не показана). Sensitive elements 13 with electric wires 15 through a cable outlet 5 are connected to a measurement system located on the surface of the earth (not shown in Fig.).

Основание 3 изготовлено в виде прямоугольника, имеющего сверху боковые проточки 16 и центральное глухое углубление 17, соответствующее диаметру ступенчатого дна 6 корпуса 1, а снизу имеющего кривизну радиуса R (см. фиг. 2). Радиус кривизны основания 3 соответствует радиусу поверхности трубы. Кривизна выполнена вдоль большей оси основания 3 (см. фиг.2). Это позволяет унифицировать датчики, за счет использования сменных оснований. The base 3 is made in the form of a rectangle having side grooves 16 and a central blind recess 17 corresponding to the diameter of the stepped bottom 6 of the housing 1, and having a radius of curvature R below (see Fig. 2). The radius of curvature of the base 3 corresponds to the radius of the surface of the pipe. The curvature is made along the greater axis of the base 3 (see figure 2). This allows you to unify the sensors, due to the use of removable bases.

Корпус 1 ступенчатым дном 6 расположен на основании 3 и состыкован с ним (см. фиг. 2) разъемным соединением 18, например, в виде двух винтов, через втулки 19, выполненные из диэлектрического материала. The housing 1 with a stepped bottom 6 is located on the base 3 and docked with it (see Fig. 2) by a detachable connection 18, for example, in the form of two screws, through the bushings 19 made of dielectric material.

Наружный диаметр втулки 19 превышает диаметр винта и его головки. The outer diameter of the sleeve 19 exceeds the diameter of the screw and its head.

Головки винтов изолированы от соприкосновения с трубой диэлектрическим слоем 20, например, из эпоксидного компаунда. The screw heads are insulated from contact with the pipe by the dielectric layer 20, for example, of epoxy compound.

Кабельный вывод 5 представлен в виде штуцера 21 с внутренней винтовой поверхностью и соединительного кабеля. The cable outlet 5 is presented in the form of a fitting 21 with an internal screw surface and a connecting cable.

Соединительный кабель состоит из электрических проводов 15, металлической трубки 22, например, диаметром 6 мм и толщиной стенок 0,5 мм, и оцинкованного металлорукава 23 диаметром 10 мм. The connecting cable consists of electric wires 15, a metal tube 22, for example, with a diameter of 6 mm and a wall thickness of 0.5 mm, and a galvanized metal hose 23 with a diameter of 10 mm.

Сборку кабельного вывода 5 осуществляют следующим образом. К штуцеру 21 крепят металлическую трубку 22. Металлическая трубка 22 герметично соединена со штуцером 21, например, с помощью сварки. Ось отверстия в корпусе 1 под кабельный вывод 5 и ось штуцера 21 совпадают и расположены перпендикулярно оси корпуса 1. The Assembly of the cable outlet 5 is as follows. A metal tube 22 is attached to the nozzle 21. The metal tube 22 is hermetically connected to the nozzle 21, for example, by welding. The axis of the hole in the housing 1 for the cable outlet 5 and the axis of the fitting 21 coincide and are perpendicular to the axis of the housing 1.

На металлическую трубку 22 одевают металлорукав 23. Металлорукав 23 крепится к штуцеру 21 неразъемным соединением, например, с помощью клея и обжимки. A metal hose 23 is put on the metal tube 22. The metal hose 23 is attached to the fitting 21 by an integral connection, for example, by means of glue and crimping.

Кабельный вывод 5 крепят к корпусу 1 неразъемным соединением, например, при помощи сварки штуцера 21 к боковому отверстию корпуса 1. The cable outlet 5 is attached to the housing 1 by an integral connection, for example, by welding the fitting 21 to the side opening of the housing 1.

Через металлическую трубку 22 пропускают электрические провода 15. Electric wires 15 are passed through a metal tube 22.

Изоляционный кожух 4 имеет установочную прорезь под кабельный вывод 5. The insulating casing 4 has an installation slot for the cable outlet 5.

Корпус 1, крышка 2, основание 3, штуцер 21, металлическая трубка 22 изготовлены, например, из нержавеющей стали 12Х18Н10Т. Case 1, cover 2, base 3, fitting 21, metal tube 22 are made, for example, of stainless steel 12X18H10T.

Сборка датчика температуры осуществляется следующим образом. The temperature sensor assembly is as follows.

Во внутрь корпуса 1 вставляют кассету 7 с чувствительными элементами 13, предварительно смазав их торчики в местах соприкосновения с тонким ступенчатым дном 6 корпуса 1 тонким слоем 14 из высокотеплопроводного вещества. К выводам чувствительных элементов 13 припаивают электрические провода 15. Кассету 7 поджимают сверху гайкой 12. Крышку 2 герметично крепят к корпусу 1, например, с помощью сварки. Между ступенчатым дном корпуса 1 и ответной частью основания 3 вставляют тонкую диэлектрическую теплопроводящую прокладку 24, например, из стеклоткани толщиной 0,032 мм, обеспечивающую отсутствие электрического контакта между корпусом 1 и основанием 3. Корпус 1 устанавливают в центральное глухое углубление 17. Боковые проточки 16 обеспечены диэлектрической защитой. Например, к боковым проточкам 16 приклеивают электроизоляционные вкладыши 25, изготовленные, например, из полиамида или наносят диэлектрическое покрытие. Крепление основания 3 к трубе через электроизоляционные вкладыши 25 осуществляют, например, с помощью металлических хомутов (на фиг. не показаны)
Датчик температуры работает следующим образом.A cartridge 7 with sensitive elements 13 is inserted inside the housing 1, having previously lubricated their tips at the points of contact with the thin stepped bottom 6 of the housing 1 with a thin layer 14 of highly conductive substance. Electrical wires 15 are soldered to the terminals of the sensing elements 13. The cassette 7 is pressed on top with the nut 12. The cover 2 is hermetically attached to the housing 1, for example, by welding. Between the stepped bottom of the housing 1 and the counterpart of the base 3, a thin dielectric heat-conducting gasket 24 is inserted, for example, of 0.032 mm thick fiberglass, which ensures that there is no electrical contact between the housing 1 and the base 3. The housing 1 is installed in a central blind recess 17. The lateral grooves 16 are provided with a dielectric protection. For example, insulating inserts 25, made of, for example, polyamide or dielectric coating, are glued to the side grooves 16. The fastening of the base 3 to the pipe through the insulating liners 25 is carried out, for example, using metal clamps (not shown in Fig.)
The temperature sensor operates as follows.

При изменении температуры жидкой или газообразной среды в трубе происходит изменение температуры поверхности трубы, на которую установлен датчик температуры. При этом происходит изменение стационарного распределения температуры вокруг трубы. Например, при повышении температуры вокруг трубы возникает тепловой поток от трубы к поверхности земли. Этот поток проходит через основание 3, предназначенное для установки датчика температуры на трубе. When the temperature of the liquid or gaseous medium in the pipe changes, the surface temperature of the pipe on which the temperature sensor is mounted changes. In this case, the stationary temperature distribution around the pipe changes. For example, as the temperature around the pipe rises, heat flows from the pipe to the surface of the earth. This flow passes through the base 3, designed to install a temperature sensor on the pipe.

Тепловое сопротивление перехода между поверхностью трубы и дном корпуса 1 мало. Это обеспечено:
- плотным прилеганием поверхности основания 3 к поверхности трубы за счет равенства радиусов кривизны основания 3 и трубы;
- выбором толщины тонкой диэлектрической прокладки 24 (0,032 мм) и дна 6 корпуса 1 не более 1 мм.The thermal resistance of the transition between the pipe surface and the bottom of the housing 1 is small. It is provided by:
- tight fit of the surface of the base 3 to the surface of the pipe due to the equality of the radii of curvature of the base 3 and the pipe;
- the choice of the thickness of the thin dielectric strip 24 (0,032 mm) and the bottom 6 of the housing 1 is not more than 1 mm.

Тепловое сопротивление между чувствительными элементами 13 и тонким дном 6 корпуса 1 также мало, за счет:
- отсутствия воздушных зазоров между дном 6 корпуса 1 и основанием чувствительных элементов 13 из-за применения тонкого слоя 14 высокотеплопроводного вещества;
- выбора материала основания чувствительных элементов 13 из высокотеплопроводного материала с малой теплоемкостью, например, алюминия.The thermal resistance between the sensing elements 13 and the thin bottom 6 of the housing 1 is also small, due to:
- lack of air gaps between the bottom 6 of the housing 1 and the base of the sensitive elements 13 due to the use of a thin layer 14 of highly heat-conducting substance;
- the choice of the base material of the sensitive elements 13 from a highly conductive material with low heat capacity, for example, aluminum.

Таким образом, тепловой поток, во-первых, практически без потерь проходит в корпус 1 через область контакта основания 3 с трубой. Thus, the heat flow, firstly, almost without loss passes into the housing 1 through the contact area of the base 3 with the pipe.

Далее тепловой поток распространяется вверх по стенкам корпуса 1, по чувствительным элементам 13 и материалу теплоизоляционной кассеты 7. Next, the heat flux propagates up the walls of the housing 1, through the sensitive elements 13 and the material of the heat-insulating cassette 7.

Вследствие того, что суммарная эффективная теплопроводность корпуса 1 с изоляционным кожухом 4 сравнима с теплопроводностью окружающей среды вокруг датчика температуры, а также из-за того, что кабельный вывод 5 расположен параллельно оси трубы и не является, таким образом, теплоотводом от корпуса 1, то, во-вторых, отвод потока тепла от корпуса 1 к поверхности земли становится достаточно малым. По этим причинам температура дна корпуса практически не отличается от температуры трубы. Это обеспечивает малую статическую погрешность измерения температуры датчика температуры. Due to the fact that the total effective thermal conductivity of the housing 1 with the insulating casing 4 is comparable to the thermal conductivity of the environment around the temperature sensor, and also because the cable outlet 5 is parallel to the pipe axis and is thus not a heat sink from the housing 1, then secondly, the removal of heat flux from the housing 1 to the surface of the earth becomes quite small. For these reasons, the temperature of the bottom of the body is practically no different from the temperature of the pipe. This provides a small static error in the temperature measurement of the temperature sensor.

Так как коэффициент теплопроводности чувствительных элементов 13 в десятки раз превышает коэффициент суммарной эффективной теплопроводности корпуса 1, то чувствительные элементы 13 очень быстро изменяют свою температуру при изменении температуры основания 3 и, следовательно, трубы. Since the thermal conductivity of the sensitive elements 13 is ten times higher than the coefficient of the total effective thermal conductivity of the housing 1, the sensitive elements 13 very quickly change their temperature when the temperature of the base 3 and, therefore, the pipe.

Таким образом, достигается высокое быстродействие датчика температуры. Thus, a high speed temperature sensor is achieved.

Использование кассеты 7 из теплоизоляционного материала позволяет значительно уменьшить потери тепла с боковой поверхности чувствительных элементов 13 и тем самым повысить точность измерения и регистрации температуры трубы и уменьшить инерционность датчика температуры. Вертикальное расположение чувствительных элементов 13 приводит к общему уменьшению размеров корпуса датчика температуры. The use of cassettes 7 made of heat-insulating material can significantly reduce heat loss from the side surface of the sensing elements 13 and thereby increase the accuracy of measuring and recording the temperature of the pipe and reduce the inertia of the temperature sensor. The vertical arrangement of the sensing elements 13 leads to an overall reduction in the size of the housing of the temperature sensor.

В датчике температуры располагают два или три чувствительных элемента 13. При этом в состоянии работы находится один чувствительный элемент 13. Поэтому при выходе из строя одного работающего чувствительного элемента 13 датчик температуры продолжает свою работу, так как с помощью осуществляемого на поверхности земли переключения можно перейти на другой информационный канал запасного чувствительного элемента 13. Это приводит к повышению надежности работы датчика температуры, к улучшению его ремонтопригодности, к увеличению срока службы. Two or three sensing elements 13 are located in the temperature sensor. At the same time, one sensing element 13 is in operation. Therefore, if one working sensing element 13 fails, the temperature sensor continues to work, since using the switching on the ground surface, you can switch to another information channel of the spare sensing element 13. This leads to an increase in the reliability of the temperature sensor, to an improvement in its maintainability, to an increase in the service life.

Вывод под другим углом кабельного вывода 5 из корпуса 1 приводит к увеличению погрешности измерения и регистрации температуры наружной поверхности трубы за счет увеличения теплоотвода от корпуса датчика температуры к поверхности земли. The output at a different angle of the cable outlet 5 from the housing 1 leads to an increase in the error of measurement and registration of the temperature of the outer surface of the pipe by increasing the heat sink from the housing of the temperature sensor to the ground.

Применение оцинкованного металлорукава 23 позволяет увеличить срок службы датчика температуры за счет предотвращения возможных механических разрушений металлической трубки 22 с электрическими проводами 15 при монтаже и эксплуатации датчика температуры, например, при гибке (радиус изгиба у металлорукава не менее 5 диаметров) или при падении на соединительный кабель посторонних предметов. The use of a galvanized metal hose 23 allows you to increase the life of the temperature sensor by preventing possible mechanical damage to the metal tube 22 with electric wires 15 during installation and operation of the temperature sensor, for example, during bending (the bending radius of the metal sleeve is at least 5 diameters) or when falling onto the connecting cable foreign objects.

Диэлектрическая прокладка 24 и диэлектрическая втулка 19 блокируют электрический контакт между корпусом 1 и основанием 3, так как трубы, как правило, находятся под небольшим электрическим потенциалом для предотвращения электрохимической коррозии трубы. The dielectric gasket 24 and the dielectric sleeve 19 block the electrical contact between the housing 1 and the base 3, since the pipes are usually under a small electric potential to prevent electrochemical corrosion of the pipe.

Чувствительный элемент 13 (см. фиг.4) состоит из сердечника 26 с проволочным терморезистором 27, токовыводов 28 терморезистора и наружных токовыводов, являющимися электрическими проводами 15 датчика температуры, защитного кожуха 29 в виде трубки из латуни с толщиной стенки 0,25 мм, элементов крепления и фиксации токовыводов, расположенных над сердечником 26 и внутри защитного кожуха 29. The sensitive element 13 (see figure 4) consists of a core 26 with a wire thermistor 27, current leads 28 of the thermistor and external current leads, which are electric wires 15 of the temperature sensor, the protective casing 29 in the form of a tube made of brass with a wall thickness of 0.25 mm, elements fastening and fixing current leads located above the core 26 and inside the protective casing 29.

Сердечник 26 имеет форму ступенчатого цилиндра с торцевой проточкой 30, образующей штырь 31, и проточкой 32 с образованием между ними тонкого выступа 33 с диаметром меньше внутреннего диаметра защитного кожуха 29 и утолщенного выступа 34, являющегося одновременно основанием сердечника 26 с диаметром, равным внутреннему диаметру защитного кожуха 29, и буртиком 35 на конце, равным внешнему диаметру защитного кожуха 29, на который опирается этот защитный кожух. Тонкий выступ 33 с диаметром меньше внутреннего диаметра защитного кожуха 29 имеет ширину в 3-5 раз тоньше утолщенного выступа 34. Элементы крепления и фиксации токовыводов, расположенные над сердечником 26 и внутри защитного кожуха 29, включают диэлектрическую катушку 36 и вставку 37, выполненную из полиамида. Катушка насажена на штырь 31. На кружках катушки 36 выполнены снизу пазы 38 и сверху отверстия 39 для прохождения токовыводов 28 терморезистора 27 и электрических проводов 15 датчика температуры соответственно. The core 26 has the shape of a stepped cylinder with an end groove 30 forming a pin 31 and a groove 32 with the formation of a thin protrusion 33 between them with a diameter smaller than the inner diameter of the protective casing 29 and a thickened protrusion 34, which is also the base of the core 26 with a diameter equal to the inner diameter of the protective casing 29, and a shoulder 35 at the end equal to the outer diameter of the protective casing 29, on which this protective casing rests. A thin protrusion 33 with a diameter smaller than the inner diameter of the protective casing 29 has a width 3-5 times thinner than the thickened protrusion 34. The fastening and fixing elements of the current leads located above the core 26 and inside the protective casing 29 include a dielectric coil 36 and an insert 37 made of polyamide . The coil is mounted on the pin 31. On the circles of the coil 36 are made below the grooves 38 and above the holes 39 for passing the current leads 28 of the thermistor 27 and the electrical wires 15 of the temperature sensor, respectively.

Сердечник 26 выполнен из прутка высокотеплопроводного материала, например, алюминиевого сплава, и вся его поверхность покрыта тонким и прочным слоем электроизоляции, выполненным химическим путем - анодированным оксидированием. Слой электроизоляции служит для обеспечения электроизоляции проволочного терморезистора 27, выполненного из медного микропровода, от сердечника 26, который, в свою очередь, контактирует со ступенчатым дном 6 корпуса 1 датчика температуры. Катушка 36 выполнена из низкотеплопроводного материала, например, капролона (полиамида блочного). Отверстия 39 катушки имеют диаметр 0,8-1,1 мм, а пазы 38 - глубину до 1,0 мм и выполнены со смещением на угол 90^o относительно друг друга. Терморезистор 27 выполнен из медного или платинового изолированного микропровода в виде бифилярной намотки на сердечник 26. Токовыводы 28 терморезистора 27 выведены через пазы 38 во внутреннюю полость 40 катушки и спаяны с электрическими проводами 15 датчика температуры. Защитный кожух 29 выполнен из тонкостенной металлической трубки, например, латуни, и устанавливается на сердечник 26 с помощью клея, когда внутренняя часть чувствительного элемента 13 вся собрана. При этом длина защитного кожуха превышает на 3-5 мм длину, собранных вместе, сердечника 26 с проволочным терморезистором 27 и катушки 36. Образующаяся при этом полость 41 заливается клеем, который одновременно служит креплением электрических проводов 15 датчика температуры и для герметизации внутреннего объема чувствительного элемента 13.The core 26 is made of a rod of highly thermally conductive material, for example, an aluminum alloy, and its entire surface is covered with a thin and durable layer of electrical insulation made chemically - anodized oxidation. The electrical insulation layer serves to provide electrical insulation of the wire thermistor 27, made of copper microwire, from the core 26, which, in turn, is in contact with the stepped bottom 6 of the housing 1 of the temperature sensor. The coil 36 is made of low-conductivity material, for example, caprolon (block polyamide). The holes 39 of the coil have a diameter of 0.8-1.1 mm, and the grooves 38 have a depth of 1.0 mm and are made with an offset of 90 ^° relative to each other. The thermistor 27 is made of a copper or platinum insulated microwire in the form of a bifilar winding on the core 26. The current leads 28 of the thermistor 27 are output through the grooves 38 into the internal cavity 40 of the coil and soldered to the electric wires 15 of the temperature sensor. The protective casing 29 is made of a thin-walled metal tube, for example, brass, and is mounted on the core 26 with glue when the inside of the sensor 13 is completely assembled. The length of the protective casing exceeds by 3-5 mm the length of the core 26 with the wire thermistor 27 and the coil 36 assembled together. The cavity 41 formed in this case is filled with glue, which at the same time serves as the fastening of the electrical wires 15 of the temperature sensor and to seal the internal volume of the sensor thirteen.

Чувствительный элемент 13 собирается в следующей последовательности. На покрытый слоем электроизоляции штырь 31 сердечника 26 надевается катушка 36, внутрь которой помещается вставка 37 и все это склеивается между собой. После этого на сердечник 26 наматывается бифилярно терморезистор 27 в виде 13 метров микропровода диаметром 50 мкм марки ПЭТимид, токовыводы 28 (концы микропровода), от которого выводятся через пазы 38 в нижнем кружке катушки 36 в ее внутреннюю полость 40. Затем в отверстия 39 в верхнем кружке вставляются электрические провода 15, являющиеся внешними токовыводами для чувствительного элемента и соединяются друг с другом пайкой. Места соединений электроизолируют путем обволакивания электроизоляционным лаком, например, КО-85. Затем надевается защитный кожух 29, после чего полость 41, оставшаяся в верхней части и образованная из-за разности длин защитного кожуха 29 и собранных вместе сердечника 26 с терморезистором 27 и катушки 36, заливается клеем, например, ВК-9. The sensing element 13 is assembled in the following sequence. A coil 36 is put on the pin 31 of the core 26 covered with a layer of electrical insulation and an insert 37 is placed inside it and all this is glued together. After that, a bifilar thermistor 27 is wound onto the core 26 in the form of 13 meters of a microwire with a diameter of 50 μm of the PETimide brand, current leads 28 (ends of the microwire), from which are output through the grooves 38 in the lower circle of the coil 36 into its internal cavity 40. Then into the holes 39 in the upper The circle contains electrical wires 15, which are external current outputs for the sensing element and are connected to each other by soldering. The joints are electrically insulated by enveloping with an electrical insulating varnish, for example, KO-85. Then the protective casing 29 is put on, after which the cavity 41 remaining in the upper part and formed due to the difference in the lengths of the protective casing 29 and the core 26 with the thermistor 27 and the coil 36 assembled together, is filled with glue, for example, VK-9.

Чувствительный элемент 13 работает следующим образом. Тепло от трубы через дно корпуса 1 датчика температуры поступает к сердечнику 26 чувствительного элемента. Вследствие высокой теплопроводности и большой тепловоспринимающей площади сердечника чувствительного элемента он быстро принимает температуру поверхности трубы. При этом одновременно происходит и нагрев проволочного терморезистора 27, причем нагрев происходит по всей теплопроводящей поверхности сердечника 26, включая основание сердечника и его наружную проточку 30. Изменение температуры трубы от 0 до 50^oС приводит к сопротивлению ≈ 21,0 Ом. Указанная мера изменения сопротивления служит мерой изменения температуры трубы и регистрируется на поверхности вторичным преобразователем. На сердечник может быть намотано несколько независимых проволочных терморезисторов, что повышает надежность и качество измерений.The sensor element 13 operates as follows. Heat from the pipe through the bottom of the housing 1 of the temperature sensor enters the core 26 of the sensing element. Due to the high thermal conductivity and large heat-absorbing area of the core of the sensing element, it quickly takes the surface temperature of the pipe. At the same time, heating of the wire thermistor 27 takes place at the same time, and heating occurs along the entire heat-conducting surface of the core 26, including the core base and its outer groove 30. Changing the temperature of the pipe from 0 to 50 ^o C leads to a resistance of ≈ 21.0 Ohms. The indicated measure of resistance changes serves as a measure of the change in pipe temperature and is recorded on the surface by a secondary converter. Several independent wire thermistors can be wound around the core, which increases the reliability and quality of measurements.

Утечки тепла от сердечника во внешнюю среду пренебрежимо малы, потому что сверху на сердечнике имеется слой теплоизоляции, образованный катушкой 36 и вставкой 37 из полиамида и заливкой из низкотеплопроводного клея ВК-9, а площадь торца защитного кожуха 29 и токовыводов внутренней полости 40 очень мала по сравнению с площадью тепловоспринимающей поверхности сердечника. Heat leakage from the core to the external environment is negligible, because on top of the core there is a thermal insulation layer formed by a coil 36 and an insert 37 made of polyamide and filled with VK-9 low-temperature adhesive, and the area of the end face of the protective casing 29 and the current leads of the inner cavity 40 is very small compared with the area of the heat-absorbing surface of the core.

Таким образом, предлагаемый датчик температуры с чувствительным элементом позволяет повысить точность измерения и регистрации температуры наружной поверхности трубы, повысить надежность работы датчика температуры, а также увеличить срок службы. Thus, the proposed temperature sensor with a sensitive element can improve the accuracy of measuring and recording the temperature of the outer surface of the pipe, increase the reliability of the temperature sensor, and also increase the service life.

Так же позволяет использовать его на трубах любого диаметра с высоким быстродействием и малой статической погрешностью измерения и регистрации температуры, с меньшими массо-габаритными характеристиками. It also allows you to use it on pipes of any diameter with high speed and low static error of measurement and registration of temperature, with smaller mass-dimensional characteristics.

Данный датчик температуры позволяет проводить измерения и регистрацию температуры наружной поверхности труб самых разных диаметров с большой точностью за счет возможности использования основания 3 с разными радиусами кривизны, соответствующие диаметру конкретной трубы и неизменной верхней его части. This temperature sensor allows you to measure and record the temperature of the outer surface of pipes of various diameters with great accuracy due to the possibility of using base 3 with different radii of curvature, corresponding to the diameter of a particular pipe and its constant upper part.

Claims

1. The temperature sensor, consisting of a base, a sensing element, a housing with a cover, a cable outlet with fixing and sealing elements and an insulating casing, characterized in that it further comprises a cassette of the shape of a stepped full-bodied cylinder, corresponding to the internal cavity of the housing with several vertical through holes, inside of which there are sensitive elements in contact with the bottom of the housing without an air gap and one mounting hole with a side channel under it and a nut, which is on top, and the case is a cylindrical glass with a deaf thin stepped bottom located through a dielectric gasket on top in the mate of a rectangular base with two side grooves, having a central blind recess on top corresponding to the diameter and depth of the stepped bottom of the case, and docked with it detachable connection, and having a bottom curvature along the greater axis of the base of radius R corresponding to the radius of the surface of the pipe, while the cable outlet is parallel to the image a straight line of the surface of the base and consists of a fitting and a connecting cable, including electrical wires inside a metal tube, and a galvanized metal hose.

2. The sensor according to claim 1, characterized in that the casing with the mounting hole and with the side channel is located opposite the opening of the cable outlet.

3. The sensor according to claim 1, characterized in that the cartridge has a thermal conductivity coefficient of more than an order of magnitude lower than the thermal conductivity coefficient of the sensing elements.

4. The sensor according to claim 3, characterized in that the thermal conductivity of the sensitive elements to the thermal conductivity of the cartridge is 40-60 units.

5. The sensor according to claim 3, characterized in that the cassette is made of a heat-insulating material of phenolic plastic.

6. The sensor according to claim 1, characterized in that the thickness of the bottom of the housing is less than 1 mm.

7. The sensor according to claim 1, characterized in that the thickness of the dielectric spacer of fiberglass between the stepped bottom of the housing and the counterpart of the base is 0.032 mm.

8. The sensor according to claim 1, characterized in that the airless gap is made through a layer of highly conductive paste.

9. The sensor according to claim 8, characterized in that the high-conductivity paste layer is a KPT-8 paste layer.

10. The sensor according to claim 1, characterized in that the detachable connection is made in the form of two screws through bushings of dielectric material.

11. The sensor according to claim 1, characterized in that the base on top has two side grooves with a dielectric coating.

12. The sensor according to claim 1, characterized in that the housing with a cover, a base, a cable outlet and a metal tube are made of 12X18H10T stainless steel.

13. A sensitive element consisting of a core with a wire thermistor, a protective casing in the form of a tube, fastening and fixing elements for current leads and electric wires, characterized in that the core has the form of a stepped cylinder with a pin at the end and a groove with the formation of a thin protrusion with a diameter smaller than the inner diameter a protective casing and a thickened protrusion, which is the base of the core on the other opposite side of the pin and with a diameter equal to the inner diameter of the protective casing, and a shoulder on the base of the core with a diameter equal to the outer diameter of the protective casing, and on which this protective casing is supported, the core is made of highly heat-conducting material and coated with a thin layer of electrical insulation, and the fastening and fixing elements of the current leads are located above the core and inside the protective casing and include a dielectric coil of low-conductive material, which is mounted on the pin and the insert, and grooves are made on the lower circles of the coil and the upper holes for the passage of current leads a resistor made in the form of a wound insulated microwire, and electric wires, respectively, and their electrical connection by soldering in the space between the circles of the coil, while the protective casing is made of a thin-walled metal tube, the length of which exceeds the length of the core and coil assembled together, while the formed cavity is filled with hardened glue.

14. The device according to p. 13, characterized in that the core is made of highly thermally conductive material, such as an aluminum alloy.

15. The device according to p. 13, characterized in that the surface of the core is coated with a layer of electrical insulation made by chemical means.

16. The device according to p. 15, characterized in that the surface of the core is coated with a layer of electrical insulation made chemically - anodized oxidation.

17. The device according to p. 13, characterized in that the wire thermistor is made of insulated copper microwire in the form of bifilar winding.

18. The device according to p. 17, characterized in that the copper insulated microwire has a length of 13 m with a diameter of 50 μm brand PETIMID.

19. The device according to p. 13, characterized in that the protective casing is made of brass with a wall thickness of 0.25 mm

20. The device according to p. 13, characterized in that the length of the protective casing exceeds the length of the core and coil assembled together by 3-5 mm.

21. The device according to p. 13, characterized in that the coil is made of low-conductivity material, for example caprolon (block polyamide).

22. The device according to p. 13, characterized in that on the circles of the coil grooves are made up to a depth of 1.0 mm and holes with a diameter of 0.8-1.1 mm with an offset of 90 ^° relative to each other.

23. The device according to p. 13, characterized in that the formed cavity is filled with hardened glue from VK-9 low heat-conducting adhesive.