Электронный многопараметрический датчик давления и температуры

Предлагаемая полезная модель относится к области системы измерений и предназначена для определения величины давления и температуры в жидких и газообразных средах и может использоваться в газовом хозяйстве, теплоэнергетике, химической промышленности, машиностроении и т.д.

Полезная модель направлена на создание электронного многопараметрического датчика давления и температуры для определения величин давления и температуры в жидких и газообразных средах с обеспечением монтажа и демонтажа датчика без остановки рабочего процесса.

Решение задачи достигается тем, что в электронном многопараметрическом датчике давления и температуры, герметично установленном на трубопроводе, в который вмонтированы чувствительные элементы измерения давления, температуры и микропроцессор, обеспечивающий преобразование значений физических параметров в стандартные электрические сигналы, согласно полезной модели, корпус датчика установлен в штуцер, при этом положение корпуса датчика зафиксировано при помощи штифта таким образом, что капсула с установленным в ней чувствительным элементом для восприятия температуры рабочей среды, установлена по центру трубопровода, датчик снабжен запорным устройством, выполненным в виде крышки, закрепленной посредством кронштейна на штуцере и имеющей пружинный механизм, канал для измерения давления снабжен ответвлением с выходным отверстием, закрываемым пробкой, расположенным в верхней части корпуса, датчик закреплен на штуцере накидной гайкой.

Электронный многопараметрический датчик давления и температуры заключенный в один корпус позволяет сократить затраты при его изготовлении, снизить по совокупности стоимость датчика и упростить техническое обслуживание теплотехнического оборудования. Достоинством является то, что электронный многопараметрический датчик может быть установлен и демонтирован без отключения рабочего процесса, так как он имеет надежный запорный механизм в виде крышки. Кроме того датчик снабжен пробкой, с помощью которой при демонтаже выравнивается давление в образовавшейся полости между корпусом и штуцером, что позволяет демонтировать датчик без угрозы выбивания его давлением среды. Преимущество перед механическими датчиками в том, что электронный многопараметрический датчик имеет интеллектуальный цифровой интерфейс, который позволяет использовать значение измеряемых параметров в системах управления технологическими процессами и других устройствах. Точность электронного многопараметрического датчика превосходит точность механических многократно из-за более точной электронной обработки сигнала

Предлагаемая полезная модель относится к области системы измерений и предназначена для определения величины давления и температуры в жидких и газообразных средах и может использоваться в газовом хозяйстве, теплоэнергетике, химической промышленности, машиностроении и т.д.

Известен многопараметрический датчик для определения параметров температуры и давления в жидких и газообразных средах, называемый термоманометром. Он конструктивно объединяет в себе два прибора: манометр и термометр в одном корпусе, имеет шкалы - давления и температуры, комплектуется запорным клапаном, позволяющим снимать термометр без слива системы.

(http://www.rosma.spb.ru/catalog/?id_model=10)

Его недостатком является невозможность преобразования механического воздействия рабочей среды на чувствительный элемент датчика в электрический, что не позволяет передавать значения параметров измеряемой величины на электронное табло и преобразовать в стандартный токовый сигнал.

Прототипом полезной модели служит электронный многопараметрический датчик для определения параметров температуры, давления и расхода в газообразных средах, называемый вихревым счетчиком газа Метран-331. Прибор конструктивно совмещает в себе 3 датчика, что позволяет одновременно измерить 3 параметра среды - расход, давление и температуру, что обеспечивает существенное сокращение кабельных линий и врезок в трубопровод, удобство монтажа, исключение дополнительных погрешностей возникающих при раздельном монтаже первичных датчиков. (госреестр средств измерений под 23191L04, сертификат 17377) (http://www.metran.ru/catalog/rs/vh/vh_57.html)

Недостатком прототипа является невозможность его монтажа и демонтажа без остановки рабочего процесса.

Полезная модель направлена на создание электронного многопараметрического датчика для определения величин давления и температуры в жидких и газообразных средах, с обеспечением монтажа и демонтажа датчика без остановки рабочего процесса.

Решение задачи достигается тем, что в электронном многопараметрическом датчике давления и температуры, герметично установленном на трубопроводе, в который вмонтированы чувствительные элементы измерения давления, температуры и микропроцессор, обеспечивающий преобразование значений физических параметров в стандартные электрические сигналы, согласно полезной модели, корпус датчика установлен в штуцер, при этом положение корпуса датчика зафиксировано при помощи штифта таким образом, что капсула с установленным в ней чувствительным элементом для восприятия температуры рабочей среды, установлена по центру трубопровода, датчик снабжен запорным устройством, выполненным в виде крышки, закрепленной посредством кронштейна на штуцере и имеющей пружинный механизм, канал для измерения давления снабжен ответвлением с выходным отверстием, закрываемым пробкой, расположенным в верхней части корпуса, датчик закреплен на штуцере накидной гайкой.

Электронный многопараметрический датчик давления и температуры, установленный на рабочее место представлен на чертеже: Фиг.1 - общий вид датчика, Фиг.2 - вид А(крышка), Фиг.3 - пробка. Фиг.4 - заглушка.

Электронный многопараметрический датчик давления и температуры включает корпус 1, в который вмонтирована капсула 2, внутри которой размещен чувствительный элемент термодатчика 3. Внутри корпуса 1 имеется канал 4, на выходе из которого размещен чувствительный элемент для восприятия давления в виде мембраны 5, припаянной к корпусу 1. Для предотвращения разрушения мембраны 5 в конструкции применяется гайка-упор 6. Канал 4 имеет ответвление с выходным отверстием, расположенное в верхней части корпуса 1 ниже мембраны 5, закрываемым пробкой 7 (Фиг.3). Верхняя часть датчика защищена от внешнего воздействия стаканом 8. Корпус датчика крепится к штуцеру 9 накидной гайкой 10 и фиксируется штифтом 11. Штуцер 9 имеет риску 12 для правильного расположения штуцера относительно потока. Штуцер 9 имеет в своем основании кронштейн 13, на котором расположено запорное устройство в виде крышки 14 (Фиг.2), которая с помощью пружинного механизма 15 плотно прилегает к седлу 16 штуцера 9. Крышка 14 имеет мягкую уплотнительную вставку 17, соответствующую профилю седла 16 штуцера 9. Герметичность соединения штуцера 9 и корпуса 1 обеспечивается уплотнительными кольцами 18. Параметры давления и температуры, воспринятые чувствительными элементами 3 и 5 датчика и преобразованные в электрические посредством электрических схем 20, передаются на электронное табло 21, где отображаются в виде цифр и символов, а также преобразуются в стандартный электрический сигнал.

Монтаж электронного многопараметрического датчика давления и температуры производят следующим образом. Штуцер 9 располагают таким образом, чтобы положение риски 12 было против направления движения потока рабочей среды. В таком положении крышка 14 расположена вдоль потока, что уменьшает оказываемое сопротивление для движущегося потока и позволяет измерять значения параметров с меньшей погрешностью. Далее штуцер 9 жестко закрепляют на трубопроводе при помощи сварного соединения, обеспечивающего герметичное соединение. После этого возможен запуск рабочего процесса. Крышка 14 герметично закрывается под воздействием пружинного механизма 15 и давления среды. Далее монтируем датчик, погружая его в штуцер 9, и заворачивая при этом накидную гайку 10 на несколько оборотов до открытия крышки 14. В момент открытия крышки 14, корпус 1 датчика должен находиться в контакте с уплотнительными кольцами 18, при дальнейшем погружении датчик фиксируют при помощи штифта 11 таким образом, что капсула 2 с установленным в ней чувствительным элементом для восприятия температуры и канал 4, соединенный с чувствительным элементом для восприятия давления, предназначенные для взаимодействия измеряемой среды с чувствительными элементами, расположенными в корпусе 1 датчика, установлены вдоль по центральному продольному сечению перпендикулярно трубопроводу так, чтобы канал датчика давления был расположен первым со стороны направления движения потока среды, а капсула 2 датчика располагалась после него в центре потока рабочей среды в трубопроводе. Далее накидную гайку 10 заворачивают до упора. После окончательной установки датчика, необходимо открыть пробку 7 до появления устойчивой струи рабочей среды и потом закрыть ее обратно.

Демонтаж электронного многопараметрического датчика давления и температуры производится следующим образом. Вначале необходимо выворачивать накидную гайку 10 до момента полного закрытия крышки 14, после чего, открыв пробку 7, выравнивается давление между образовавшейся полостью и атмосферным воздухом. Далее полностью откручивают накидную гайку 10 и с ее помощью устанавливают заглушку 19 (Фиг.4), которая дополнительно герметично закроет отверстие штуцера 9.

Электронный многопараметрический датчик давления и температуры работает следующим образом. Рабочая среда проходит по каналу 4 к чувствительному элементу - мембране 5, которая деформируется, что оказывает влияние на величину электрического сигнала. Одновременно рабочая среда через капсулу 2 воздействует на чувствительный элемент 3 измерения температуры, в результате чего чувствительный элемент 3 преобразует воздействие температуры среды в электрический сигнал. Далее электрические сигналы направляются в микропроцессор, который обрабатывает электрические сигналы, выводит данные на электронное табло 21 и преобразует в стандартные электрические сигналы, что позволяет осуществлять контроль над рабочим процессом, записывать изменения значений параметров рабочей среды, и позволяет выполнять другие операции.

Электронный многопараметрический датчик давления и температуры заключенный в один корпус 1 позволяет сократить затраты при изготовлении, снизить по совокупности стоимость датчика и упростить техническое обслуживание теплотехнического оборудования. Достоинством является то, что электронный многопараметрический датчик может быть установлен и демонтирован без отключения рабочего процесса, так как он имеет надежный запорный механизм в виде крышки 14. Кроме того датчик снабжен пробкой 7, с помощью которой при демонтаже выравнивается давление в образовавшейся полости между корпусом 1 и штуцером 9, что позволяет демонтировать датчик без угрозы выбивания его давлением среды. Преимущество перед механическими датчиками в том, что электронный многопараметрический датчик имеет интеллектуальный цифровой интерфейс, который позволяет использовать значение измеряемых параметров в системах управления технологическими процессами и других устройствах. Точность электронного многопараметрического датчика многократно превосходит точность механических благодаря более точной электронной обработки сигнала.

Электронный многопараметрический датчик давления и температуры, герметично установленный на трубопроводе, в который вмонтированы чувствительные элементы измерения давления, температуры и микропроцессор, обеспечивающий преобразование значений физических параметров в стандартные электрические сигналы, отличающийся тем, что корпус датчика установлен в штуцер, при этом положение корпуса датчика зафиксировано при помощи штифта таким образом, что капсула с установленным в ней чувствительным элементом для восприятия температуры рабочей среды установлена по центру трубопровода, датчик снабжен запорным устройством, выполненным в виде крышки, закрепленной посредством кронштейна на штуцере и имеющей пружинный механизм, канал для измерения давления снабжен ответвлением с выходным отверстием, закрываемым пробкой, расположенным в верхней части корпуса, датчик закреплен на штуцере накидной гайкой.