Устройство для непрерывного бесконтактного измерения температуры
Устройство предназначено для непрерывного бесконтактного измерения температуры в технологических установках пищевой промышленности, преимущественно термокамерах. Устройство содержит стационарный инфракрасный датчик, съемную трубку для закрепления датчика, трубку для проведения точного измерения температуры и охлаждающий стакан. Датчик установлен в охлаждающем стакане. Внутрь охлаждающего стакана вмонтирован вентилятор для охлаждения датчика. Трубка для проведения точного измерения температуры выполнена из металла. Один конец трубки для проведения точного измерения температуры соединен со съемной трубкой для закрепления датчика. Другой конец трубки для проведения точного измерения температуры открыт и помещен в термокамеру над продуктом. Длина трубки для проведения точного измерения температуры зависит от максимальных рабочих температур термокамеры. Повышена надежность устройства за счет исключения протечек в охлаждающем стакане в результате использования вентилятора. 1 н.п. ф-лы, 1 ил.
Устройство предназначено для непрерывного бесконтактного измерения температуры в технологических установках пищевой промышленности, преимущественно термокамерах.
Известно устройство для непрерывного бесконтактного измерения температуры (Пат. РФ N 109559, опубл. 20.10.2011). Устройство позволяет измерять точную температуру в термокамере и содержит оптический датчик инфракрасного излучения, который закреплен в съемной трубке и установлен в охлаждающем стакане. Съемная трубка свободным от датчика концом соединена с трубкой для проведения точного измерения температуры, другой конец которой помещен в термокамеру над продуктом. Охлаждающий стакан снабжен водяным охлаждением.
Однако данное устройство имеет следующий недостаток:
- наличие протечек воды при повреждении конструкции может вывести стационарный инфракрасный датчик температуры из строя.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, состоит в повышении надежности устройства за счет исключения протечек воды.
Для достижения указанного технического результата в устройстве для непрерывного бесконтактного измерения температуры, содержащем закрепленный в съемной трубке и установленный в охлаждающем стакане инфракрасный датчик температуры, трубку для проведения точного измерения температуры, один конец которой соединен со съемной трубкой, а другой конец помещен в термокамеру с продуктом, в охлаждающий стакан вмонтирован вентилятор для охлаждения.
Отличительной особенностью предлагаемой полезной модели является - система охлаждения стационарного инфракрасного датчика, которая выполнена с помощью воздушного вентилятора, интегрированного в охлаждающий стакан.
Благодаря этому предлагаемое устройство для непрерывного бесконтактного измерения температуры надежно в работе.
Предлагаемое устройство для непрерывного бесконтактного измерения температуры иллюстрируется чертежом, представленным на фигуре.
На фиг. показан общий вид предлагаемого устройства, продольный разрез, где:
1 - инфракрасный датчик температуры;
2 - съемная трубка для закрепления инфракрасного датчика температуры;
3 - резиновое кольцо-уплотнитель для вывода контактной группы проводов стационарного инфракрасного датчика (питание, информационные линии);
4 - охлаждающий стакан;
5 - резиновое кольцо-уплотнитель охлаждающего стакана;
6 - резиновое кольцо-уплотнитель;
7 - вентилятор для охлаждения;
8 - трубка для проведения точного измерения температуры;
9 - резьба;
10 - крепежное соединение к корпусу термокамеры;
11 - крепежные отверстия.
Инфракрасный датчик 1 температуры является стационарным и представлен на фиг. моделью «Кельвин икс 4-20» фирмы ЗАО «Евромикс». Датчик 1 устанавливают в съемную трубку 2. Контактную группу проводов (не обозначены) стационарного инфракрасного датчика 1 (питание, информационные линии) пропускают через резиновое кольцо-уплотнитель 3 охлаждающего стакана 4. В зависимости от модели инфракрасного датчика 1 и от условий использования устройства информационные линии далее идут либо на индикатор (не показан), либо в систему автоматического управления (не показана) работой термокамеры (не показана). Резиновые кольца-уплотнители 3, 5, 6 ввиду высоких рабочих температур выполнены из термостойкой резины и предназначены для герметизации устройства в местах резьбовых соединений.
Для дополнительного охлаждения инфракрасного датчика 1 используют систему воздушного охлаждения, выполненную с помощью вентилятора 7.
Трубка 8 для проведения точного измерения температуры выполняет следующую роль:
- ограничивает область визирования инфракрасного датчика 1;
- препятствует попаданию в область визирования датчика сторонних инфракрасных излучений;
- обеспечивает удаленность чувствительного элемента стационарного инфракрасного датчика 1 температуры от термокамеры (не показана), тем самым уменьшая тепловое воздействие на него.
Трубка 8 для проведения точного измерения температуры выполнена из металла, что предотвращает искажение показаний датчика 1. Это обусловлено тем, что металлы имеют низкую излучательную способность, которая составляет 0,1-0,2.
Инфракрасный датчик 1 расположен в охлаждающем стакане 4. Охлаждающий стакан 4 также препятствует выходу газов, теплого воздуха из термокамеры (не показана).
Перемещая по резьбе 9, устройство позиционируют и фиксируют к термокамере (не показана) с помощью крепежного соединения 10.
Последовательность действий при подготовке устройства к работе:
Под заданный стационарный инфракрасный датчик 1 температуры подбирают подходящую по размерам съемную трубку 2 для закрепления датчика 1. Инфракрасный датчик 1 температуры фиксируют в съемной трубке 2, а саму съемную трубку 2 вкручивают в трубку 8 для проведения точного измерения температуры.
Длина трубки 8 зависит от максимальных рабочих температур термокамеры. Так при температурах до 200°C длина трубки 8 составляет 15 см над термокамерой и 10 см внутри термокамеры при условии использования воздушного охлаждения, т.е. в целом длина составляет в этом случае 25 см.
Трубку 2 вместе с датчиком 1 устанавливают в охлаждающий стакан 4. Для этого стакан 4 накручивают сверху на трубку 2. В стакан 4 вмонтирован вентилятор 7 для охлаждения датчика 1. Контактную группу проводов инфракрасного датчика 1 (питание, информационные линии) пропускают через резиновое кольцо-уплотнитель 3.
Информационные линии от инфракрасного датчика 1 температуры далее идут либо на индикатор, либо в систему автоматического управления работой термокамеры.
Под диаметр трубки 8 для проведения точного измерения температуры в верхней части термокамеры, непосредственно над продуктом (сырьем), вырезают отверстие. В отверстие вставляют трубку 8 собранного устройства для непрерывного бесконтактного измерения температуры и позиционируют ее по высоте с помощью крепежного соединения 10 к корпусу термокамеры и резьбы 9 под него. Крепежное соединение 10 жестко закрепляют к корпусу термокамеры с помощью болтов, пропущенных через специально предусмотренные крепежные отверстия 11.
Таким образом, перед запуском термокамеры в работу предлагаемое устройство для непрерывного бесконтактного измерения температуры в результате проделанных операций жестко зафиксировано к корпусу термокамеры. Трубка 8 направлена на продукт (сырье), температуру которого необходимо измерять.
Принцип работы устройства заключается в следующем:
По мере изменения температуры в термокамере измеряемый продукт (сырье) испускает тепловое электромагнитное излучение, величина интенсивности которого напрямую связана с температурой. Тепловое электромагнитное излучение от продукта (сырья) передается на стационарный инфракрасный датчик 1 температуры.
Стационарный инфракрасный датчик 1 температуры, преобразуя тепловое электромагнитное излучение в электрический сигнал, передает его по информационным линиям либо на индикатор, либо в систему автоматического управления работой термокамеры. Инфракрасный датчик 1 температуры измеряет температуру только той части продукта (сырья), на которую направлена трубка 8, одновременно отсекая сторонние инфракрасные излучения.
Заявленная полезная модель обладает следующими достоинствами:
- возможность использования недорогих стационарных инфракрасных датчиков температуры в герметичных термокамерах пищевых производств;
- возможность использования стационарных инфракрасных датчиков с показателями визирования порядка 1:1 без потери точности измерения температуры ввиду принудительного ограничения области визирования инфракрасного датчика;
- возможность использования сменных стационарных инфракрасных датчиков температуры разных производителей и разной конфигурации;
- компактность устройства вследствие малых габаритов конструкции;
- дешевизна устройства ввиду ее компактности и возможности использования сравнительно дешевых стационарных инфракрасных датчиков температуры;
- воздушное охлаждение стационарного инфракрасного датчика температуры;
- простота конструкции.
Применение устройства для непрерывного бесконтактного измерения температуры в технологических процессах пищевой промышленности позволит получить ожидаемые потребительские параметры готовой продукции.
Устройство для непрерывного бесконтактного измерения температуры, содержащее закрепленный в съёмной трубке и установленный в охлаждающем стакане инфракрасный датчик температуры, трубку для проведения точного измерения температуры, один конец которой соединен со съёмной трубкой, а другой конец помещен в термокамеру с продуктом, отличающееся тем, что в охлаждающий стакан вмонтирован вентилятор для охлаждения датчика.
РИСУНКИ
