CN106796152A - 传感装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能够廉价制作在内部形成有螺旋状通路的主体的传感装置。传感装置1包括主体(10)和压力传感器(30)，该主体(10)在内部形成有供检测对象的蒸汽流入的气体通路(13)，该压力传感器(30)与气体通路(13)连通，设置在主体(10)上，用于检测气体通路(13)内的蒸汽压力。所述主体(10)包括具有圆柱状内周面(11b)的棒状部(11)。传感装置1包括护套管(21)(内插体)，该护套管(21)(内插体)形成为在外周面(22)形成有螺旋槽(23)的棒状，插入主体(10)的棒状部(11)中，通过棒状部(11)的内周面(11b)和螺旋槽(23)形成螺旋状的气体通路(13)(螺旋通路14)。

Description

传感装置
技术领域
本发明涉及一种检测高温流体的压力的传感装置。
背景技术
例如，如专利文献1所示，在各种机械设备、制造装置等中使用的用于检测流体(气体)压力的传感装置被众所周知。该传感装置包括测杆和压力传感器，在该测杆形成有供检测对象的气体流入的通气路径，该压力传感器安装在该测杆上，用于检测流入到通气路径中的气体的压力。在该传感装置中，通过将测杆的端部设置在气体的流通部位，来让气体流入通气路径，由压力传感器检测出其气体压力。
【专利文献1】日本特开2012-121070号公报
通常会对压力传感器设定使用温度，在检测对象的流体成为高温液体的情况下，必须使用使用温度较高的压力传感器。因此，存在有传感装置的成本较高的问题。
于是，考虑将流体的通路(通气路径)形成为螺旋状的通路。螺旋状的通路例如与直线状的通路相比，能够增大主体中流体的接触面积。因此，能够促进流体与主体之间的热传递，即使在流体通路中流入口附近的流体是高温流体，也能够使压力传感器的连通部位的流体温度低于流入口附近的温度。但是，在主体内部形成螺旋状的通路例如与形成直线状的通路时相比，制作成本较高，从而增加了传感装置的成本。
发明内容
鉴于上述内容，本申请所公开的技术的目的是：提供一种能够廉价制作在内部形成有螺旋状通路的主体的传感装置。
本申请所公开的技术以包括主体和压力传感器的传感装置为前提，该主体在内部形成有供检测对象的流体流入的流体通路，该压力传感器与所述流体通路连通，设置在所述主体上，用于检测所述流体通路内的流体压力。并且，所述主体包括具有圆柱状内周面的筒状部。本申请的传感装置还包括内插体，该内插体形成为在外周面形成有螺旋状的槽的棒状，插入所述主体的筒状部中，通过该筒状部的内周面和所述螺旋状的槽形成螺旋状的所述流体通路。
(发明效果)
根据本申请的传感装置，将在外周面形成有螺旋状的槽(螺旋槽)的棒状内插体插入主体的筒状部，通过筒状部的内周面和螺旋状槽来形成螺旋状的流体通路。因此，与例如在主体内部挖通形成螺旋状的通路时相比，能够更加廉价地制作螺旋状的通路。从而，能够廉价制作在内部形成有螺旋状的通路的主体，能够抑制传感装置的成本。
附图的简单说明
图1是示出了实施方式1所涉及的传感装置的简要结构的剖面图。
图2是示出了从上侧来观察实施方式1所涉及的传感装置的图。
图3是示出了实施方式1所涉及的传感装置的重要部分的剖面图。
图4是示出了实施方式2所涉及的传感装置的重要部分的剖面图。
图5是示出了实施方式2所涉及的传感装置的重要部分的剖面图。
图6是示出了实施方式3所涉及的传感装置的简要结构的剖面图。
图7是示出了实施方式3所涉及的传感装置的重要部分的剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本申请的实施方式加以说明。另外，以下的实施方式实质上只是本申请的优选例，并不对本申请所公开的技术、其适用对象或者其用途范围加以任何限制。
(实施方式1)
参照附图1～附图3对本申请的实施方式1加以说明。本实施方式的传感装置1在机械设备等中被安装在流体流动的管道上，用于检测(测量)流体的温度以及压力这两项。在本实施方式中，以蒸汽作为检测对象(测量对象)的流体加以说明。另外，在管道内流动的蒸汽的温度大约为500℃。
如图1以及图2所示，传感装置1包括主体10、温度传感器20(热电偶)、压力传感器30和安装部件40。
在主体10的内部形成有供检测对象的蒸汽流入的气体通路13。该气体通路13构成本申请的权利要求所涉及的流体通路。具体而言，主体10具有棒状部11和头部12。棒状部11形成为在上下方向上(图1中箭头所指的方向)延伸的圆筒状，构成本申请的权利要求所涉及的筒状部。棒状部11的一端(下端侧)构成蒸汽的流入端，头部12一体形成在另一端(上端侧)。从平面来看，头部12形成为六角形。气体通路13具有在棒状部11中形成的螺旋通路14(螺旋状通路)和在头部12中形成的横通路16。螺旋通路14的作为一端的流入口14a在棒状部11的下端面11a开口(参照图3)，另一端连通到横通路16。即，螺旋通路14的流入口14a是气体通路13的流入口，在棒状部11的轴向端面开口。并且，在棒状部11中，螺旋通路14形成为在轴向(上下方向)上延伸。
在头部12设置有温度传感器20以及压力传感器30。温度传感器20具有内设有检测蒸汽温度的温度测量电阻或者热电偶的护套管21。护套管21插入主体10的棒状部11。压力传感器30以连通到气体通路13的横通路16的状态设置在头部12，用于检测横通路16内(即，气体通路13内)的蒸汽压力。即，在气体通路13中，螺旋通路14从流入口14a形成到压力传感器30的连通部位。在温度传感器20以及压力传感器30中，与检测出的温度以及压力有关的信号分别通过电线26、31发送到外部设备。
在主体10的棒状部11设置有用于将传感装置1安装在配管的安装部件40。传感装置1在棒状部11的下端侧(图1所示的测量对象侧)插入配管内的状态下由安装部件40固定在配管上。此时，传感装置1以棒状部11在上下方向上延伸的状态固定。另外，安装部件40构成为能够调节棒状部11的插入长度。在这样固定的传感装置1中，棒状部11的下端侧为暴露在配管内的蒸汽中的状态，配管内的蒸汽流入螺旋通路14，流通到横通路16。
其次，进一步详细说明气体通路13的螺旋通路14。棒状部11的内周面11b形成为圆柱状。温度传感器20的护套管21插入棒状部11。如图3所示，护套管21形成为细长棒状(具体而言，圆柱状)，在其外周面22形成有螺旋槽23(螺旋状的槽)。螺旋槽23在护套管21的外周面22中在轴向(上下方向)延伸。螺旋槽15在护套管21中形成在相当于棒状部11的全长的区域。并且，从剖面来看，螺旋槽23形成为圆弧状。另外，“从剖面来看”是指垂直于螺旋槽23的轴向(长度方向)将螺旋槽23切断的剖面。
插入棒状部11的护套管21的外径与棒状部11的内径大约相同。即，护套管21在外周面22与棒状部11的内周面11b接触的状态下插入棒状部11。并且，在棒状部11中，通过其内周面11b和护套管21的螺旋槽23形成所述螺旋通路14。即，温度传感器20的护套管21构成插入棒状部11中，在与棒状部11的内周面11b之间形成螺旋通路14的内插体。
并且，如图3所示，在棒状部11中，护套管21的下端面24位于比棒状部11的下端面11a靠内方的位置。即，在棒状部11的下端，在护套管21的下端面24靠内方的那部分位置中形成有空间11c，螺旋通路14的流入口14a连通到该空间11c。通过设置这样的空间11c，使得配管内流动的蒸汽更容易流入到棒状部11的螺旋通路14(气体通路13)。
如上所述，根据所述实施方式的传感装置1，将在外周面22形成有螺旋槽23(螺旋状的槽)的棒状内插体(护套管21)插入主体10的棒状部11，通过棒状部11的内周面11b与螺旋槽23来形成螺旋通路14(螺旋状的通路)。因此，例如与挖通主体内部形成螺旋状通路时相比，能够更加廉价地制作螺旋状通路。从而，能够廉价地制作在内部形成螺旋通路14的主体10，能够抑制传感装置1的成本。
并且，通过在气体通路13中形成螺旋通路14，与例如直线状的通路相比，能够增大棒状部11中蒸汽的接触面积。因此，能够促进蒸汽与棒状部11(主体10)的热传递，即使在气体通路13中蒸汽在流入口14a附近处于高温状态，也能够使其在压力传感器30附近成为低温状态。即，在气体通路13中蒸汽与主体10进行热交换而使得温度逐渐下降，此时，通过增大蒸汽与主体10的接触面积能够增大蒸汽的温度下降量。这样做，即使检测对象为高温蒸汽(流体)，由于能够使用使用温度设定得比该温度低的压力传感器30，因此不必使用高温对应的压力传感器，能够抑制传感装置1的成本。
并且，根据所述实施方式的传感装置1，由于不只包括压力传感器30，还包括温度传感器20，因此能够用一台传感装置1检测出(测量)蒸汽的压力以及温度这两项。而且，由于将温度传感器20的护套管21用作插入棒状部11的内插体，因此能够在不必另外设置内插体的情况下，谋求减少部件的数目以及装置的小型化。
并且，由于从横截面来看，形成在内插体(护套管21)的外周面22的螺旋槽23是圆弧状，因此例如与从横截面来看是四角等的方形相比，能够降低蒸汽(流体)的流通阻力，能够更准确地检测出蒸汽的压力。
(实施方式2)
参照图4以及图5对本申请的实施方式2加以说明。在本实施方式中，改变了所述实施方式1中的螺旋通路14的结构(形状)。这里，对与所述实施方式1的不同之处加以说明。
如图4所示，本实施方式的螺旋通路14在中途形成有向下方倾斜的下降部14c。具体而言，形成在护套管21的外周面22的螺旋槽23交替具有上升部14b和下降部14c(图3中用虚线表示的部分)，所述上升部14b随着朝向压力传感器30的连通部位(即，横通路16)而向上方倾斜，所述下降部14c随着朝向压力传感器30的连通部位而向下方倾斜。根据该螺旋槽23的结构，在螺旋通路14中在上下方向上交替形成上升部14b和下降部14c。
在本实施方式的传感装置1中，如图5所示，能够将由螺旋通路14内或横通路16内的蒸汽凝缩而产生的排放水贮留在从下降部14c向上升部14b所连续的部分中。虽然在螺旋通路14中有时蒸汽与主体10热交换而凝缩产生排放水，但是能够将该排放水贮留在螺旋通路14的中途。能够通过这样使为液体的排放水介于螺旋通路14的中途，来抑制流入口14a附近的高温通过气体通路13而传递到压力传感器30。即，通常情况下，液体(排放水)比气体(蒸汽)的传热率低，因此通过使液体介于气体通路13的一部分中，能够阻碍气体通路13中的热传递。由此，也能够使用使用温度较低的压力传感器30，进一步抑制传感装置1的成本。其它结构、作用以及效果与所述实施方式1一样。
另外，在本实施方式的螺旋通路14中，设置有多个下降部14c,本申请所公开的技术并不限定于此，也可以只设置一个下降部14c。
(实施方式3)
参照图6以及图7对本申请的实施方式3加以说明。在本实施方式的传感装置1中，改变了所述实施方式1中的螺旋通路的形成方式。这里，对与所述实施方式1不同之处加以说明。
如图6所示，本实施方式的传感装置1安装有具有通信用天线3的无线式通信设备2。传感装置1包括主体50、内插体56、温度传感器60(热电偶)、压力传感器70以及安装部件80。
如图7所示，与所述实施方式1一样，在主体50的内部形成有供检测对象的蒸汽流入的气体通路53。具体而言，主体50具有棒状部51和头部52。棒状部51形成为在上下方向(图6中箭头所示的方向)上延伸的圆筒状，构成本申请的权利要求所涉及的筒状部。棒状部51的一端(下端侧)构成蒸汽的流入端，另一端(上端侧)被头部52嵌入连接。从正面来看，头部52大致形成为L字形。气体通路53具有棒状部51的螺旋通路54(螺旋状的通路)和头部52的横通路55。螺旋通路54的作为一端的流入口(省略图示)在棒状部51的下端面51a开口，另一端连通到横通路55。即，螺旋通路54的流入口也是气体通路53的流入口，在棒状部51的轴向端面开口。并且，在棒状部51，螺旋通路54形成为在轴向(上下方向)延伸。
棒状部51的内周面51b形成为圆柱状，棒状(具体而言，圆柱状)的内插体56插入该棒状部51。内插体56在外周面57形成有螺旋槽58(螺旋状的槽)。螺旋槽58在内插体56的外周面57中在轴向(上下方向)延伸，形成在相当于棒状部51的全长的区域。另外，从横截面来看，本实施方式的螺旋槽58形成为矩形。内插体56的外径与棒状部51的内径大致相同。即，内插体56以外周面57与棒状部51的内周面51b接触的状态插入棒状部51。并且，在棒状部51中，通过其内周面51b和内插体56的螺旋槽58形成所述螺旋通路54。即，在本实施方式的传感装置1中，内插体56插入主体50的棒状部51，在与棒状部51的内周面51b之间形成螺旋通路54。
与所述实施方式1一样，在头部52设置有温度传感器60以及压力传感器70。温度传感器60的护套管61形成为细长圆柱状，插入形成在内插体56中的贯穿孔56a。另外，护套管61通过间隙配合的方法嵌合在内插体56的贯穿孔56a。并且，护套管61以前端61a从棒状部51的下端面51a突出的状态设置着。与所述实施方式1一样，压力传感器70以连通到横通路55的状态设置在头部52，检测横通路55内的蒸汽压力。本实施方式的传感装置1是通过螺丝4将头部52紧固在通信设备2的下侧的。在传感装置1中，与由温度传感器60以及压力传感器70检测出的温度以及压力有关的信号通过电线(省略图示)发送到通信设备2。在通信设备2中，处理从温度传感器60等发送的信号，通过天线3发送到外部设备。另外，与所述实施方式1一样，在主体50的棒状部51设置有安装部件80。
并且，在棒状部51中，内插体56的下端面59位于比棒状部51的下端面51a靠内方的位置。即，在棒状部51的下端，在内插体56的下端面59靠内方的那部分位置中形成有空间51c，螺旋通路54的流入口(省略图示)连通到该空间51c。通过设置这样的空间51c，与所述实施方式1一样，在配管内流动的蒸汽更容易流入棒状部51的螺旋通路54(气体通路53)。
如上所述，在本实施方式的传感装置1中，由于也是将在外周面57形成有螺旋槽58(螺旋状的槽)的棒状内插体56插入主体50的棒状部51，通过棒状部51的内周面51b和螺旋槽58形成螺旋通路54(螺旋状的通路)，因此与所述实施方式1的作用效果相同。其它结构、作用以及效果与所述实施方式1相同。
另外，在本实施方式的传感装置1中，也与所述实施方式2一样，螺旋通路54也可以在中途形成上升部以及下降部。
另外，本申请所公开的技术在所述各个实施方式中也可以是如下结构。
例如，在所述实施方式1以及2中，从横截面来看，形成在内插体的螺旋槽23的形状也可以是圆弧状之外的方形，例如，四方形等，在所述实施方式3中，从横截面来看，形成在内插体56中的螺旋槽58的形状也可以是圆弧状。
并且，在所述实施方式1以及2中，也可以省略温度传感器20。此时，如所述实施方式3所示，通过将在外周面形成有螺旋槽的棒状内插体插入棒状部11，来在主体10的内部形成螺旋通路。并且，在所述实施方式3中，也可以省略温度传感器60。
并且，在所述实施方式1以及3的传感装置1中，对检测对象是蒸汽的情况加以了说明，本申请所公开的技术所涉及的检测对象也可以是蒸汽以外的气体、液体。并且，在所述实施方式2的传感装置1中，检测对象也可以是蒸汽以外的气体。
(工业上的利用可能性)
本申请所公开的技术有用于包括检测液体压力的压力传感器的传感装置。
(符号说明)
1-传感装置；10、50-主体；11、51-棒状部(筒状部)；11b、51b-内周面；13、53-气体通路(流体通路)；14、54-螺旋通路(螺旋状的通路)；14c-下降部；20、60-温度传感器；21-护套管(内插体)；22-外周面；23-螺旋槽(螺旋状的槽)；30、70-压力传感器；56-内插体；57-外周面；58-螺旋槽(螺旋状的槽)。

Claims (4)

1.一种传感装置，其特征在于：
包括：主体，在内部形成有检测对象的流体流入的流体通路；以及
压力传感器，与所述流体通路连通，设置在所述主体上，用于检测所述流体通路内的流体压力；
所述主体包括具有圆柱状内周面的筒状部；
所述传感装置还包括内插体，该内插体形成为在外周面形成有螺旋状槽的棒状，插入所述主体的筒状部中，由该筒状部的内周面和所述螺旋状槽形成螺旋状的所述流体通路。
2.根据权利要求1所述的传感装置，其特征在于：
包括温度传感器，该温度传感器具有内置有检测所述流体的温度的温度测量电阻或者热电偶的圆柱状的护套管，
所述护套管构成所述内插体。
3.根据权利要求1或2所述的传感装置，其特征在于：
所述内插体的螺旋状槽具有下降部，该下降部在上下方向上延伸，随着朝向所述压力传感器的连通部位而向下方倾斜。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的传感装置，其特征在于：
从横截面来看，所述内插体的螺旋状槽形成为圆弧状。
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