CN108267234A - 用于温度传感器的可调弹簧加载的适配器 - Google Patents

用于温度传感器的可调弹簧加载的适配器 Download PDF

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Abstract

一种温度感测组件包括温度传感器和可调夹紧机构，该温度传感器具有第一端和第二端，该可调夹紧机构被配置为将温度传感器可调节地联接到温度感测组件的管。温度感测组件还包括具有近端和远端的热电偶套管，近端被构造成附接到温度感测组件的适配器，并且远端被构造成接收温度传感器的第二端。此外，可调夹紧机构可以被配置成沿着温度传感器的任意点将温度传感器固定到管上。

Description

用于温度传感器的可调弹簧加载的适配器
技术领域
本公开总体上涉及用于工业过程的温度感测组件。特别地，本公开涉及用于热电偶套管的温度传感器。
背景技术
工业过程温度感测装置可以用于感测流过管道或容纳在容器内的流体的温度。温度感测装置包括温度传感器，还可以包括保护容器。温度传感器可以在传感器尖端处或附近具有温度感测装置，并且如果插入到保护容器中，该温度感测装置可以与保护容器的基部接触。保护容器被设计成与流体物理接触，以防止保护容器内的温度传感器受到来自流体的物理或化学损伤(例如冲击，腐蚀等)，同时有效地在流体和温度传感器尖端之间传导热量。然而，传感器尖端与保护容器基部之间缺少物理接触可能会降低传导效率，导致温度传感器对流体温度变化的响应速度较慢，并且还可能导致温度读数误差。
发明内容
温度感测组件包括温度传感器和可调夹紧机构，该温度传感器具有第一端和第二端，该可调夹紧机构被配置为将温度传感器可调节地联接到温度感测组件的管。温度感测组件还包括具有近端和远端的热电偶套管，近端被构造成附接到温度感测组件的适配器，并且远端被构造成接收温度传感器的第二端。此外，可调夹紧机构可以被配置成沿着温度传感器的任意点将温度传感器固定到管上。
附图说明
图1示出了对于本发明的实施例特别有用的示例性温度传感器环境。
图2是温度感测装置的示意图。
图3是根据本发明的实施例的改进的温度感测组件的示意图。
图4是根据本发明实施例的可调夹紧机构的示意图。
图5是根据本发明实施例的适配器的示意图。
图6是根据本发明的实施例包括热电偶套管的改进的温度感测组件的示意图。
图7是根据本发明的实施例包括热电偶套管和壳体装置的改进的温度感测组件的示意图。
图8是根据本发明的实施例将传感器可调节地附接到温度感测组件的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了对于本发明的实施例特别有用的示例性温度传感器环境。温度传感器环境100示例性地包括管道102，热电偶套管104，温度传感器(隐藏在热电偶套管104内)，变送器106和控制元件108。温度测量可以从变送器106发送到控制元件108。虽然本发明的实施例用管道102，但是本发明的实施例可以在利用温度感测组件的任何容器、管道或存储单元上实施。
可以使用工业温度传感器来测量过程样本的温度。温度传感器可以包括电阻式温度检测器(RTD)、热电偶或任何其他传感器机构。当环境恶劣时，温度传感器将被安装到热电偶套管104中。这样可以保护温度传感器(隐藏在热电偶套管104内)免受周围环境的影响。然而，为了提供精确的温度读数，温度传感器(隐藏在热电偶套管104内)必须保持在热电偶套管104的远端部分内的接触。
通常，温度传感器将通过弹簧加载的配件保持在固定位置。这允许温度传感器的尖端保持偏置到热电偶套管的底部。然而，一旦温度传感器固定到弹簧加载的配件上，该固定位置就不能调整。这不是理想的。如果温度传感器破裂，例如，温度传感器和弹簧加载的配件将需要作为单个单元而被更换。
图2是温度感测装置的示意图。温度感测装置200包括连接器208，热电偶套管214，传感器206和弹簧202。弹簧202设置在弹簧挡块220和卡环222之间。弹簧挡块220被示例性地压接在传感器206上。弹簧202然后被放置在弹簧挡块220上并且围绕传感器206。卡环222然后被压接到连接器208中，使得弹簧202不能从连接器208移除。这将传感器206固定到连接器208。在该配置中，传感器206的固定位置不能改变，并且如果传感器206损坏，连接器208必须被丢弃。
在操作中，弹簧202被构造成产生抵抗传感器206的偏置力。当传感器206插入到热电偶套管214的远端部分210中时，连接器螺纹212接合热电偶套管214的内螺纹216。当连接器208被螺纹连接时，弹簧202被压缩并对传感器206施加偏置力。该偏置力允许传感器206的底部218保持在热电偶套管214的远端部分210中。传感器206还包括可连接到变送器的引线204。
图3是根据本发明的实施例改进的温度感测组件的示意图。温度感测组件300包括温度传感器302，可调夹紧机构310，管322，适配器318和压缩机构320。管322可以是圆柱形的并且包括螺纹部分(例如图4所示的螺纹部分414)和凸起端部324。在一个实施例中，凸起端部324可以包括被构造成被扳拧的平坦部分。温度传感器302包括第一端328和第二端326。
根据本发明的实施例，可调夹紧机构310包括前套圈，后套圈和螺母304。套圈在图4中示出。在一个实施例中，可调夹紧机构310被构造成将温度传感器302固定到温度感测组件300的管322上。温度传感器302附接到管322的点可以被调节到沿着温度传感器302的任意点。
在操作中，温度传感器302可以插入到管322、前套圈、后套圈和螺母304的孔中。然后可以在管322的螺纹部分(例如图4所示的螺纹部分414)处接收并拧紧螺母304，从而使用管322附接温度传感器302。然而，温度传感器302连接到管322上的位置可以变化，因为螺母304可能松动，并且温度传感器302在管322内移动。
适配器318示例性地包括第一螺纹端部312，第二螺纹端部316和平坦边缘部分314。在一个实施例中，第一螺纹端部312可以连接到壳体装置，并且第二螺纹端部316可以连接到热电偶套管。在一个实施例中，平坦边缘部分314可用于将适配器318紧固到热电偶套管或壳体装置。
压缩机构320示例性地设置在管322上，并且设置在凸起端部324和适配器318的第一螺纹端部312之间。当压缩机构320在凸起端部324和适配器318的第一螺纹端部312之间被压缩时，压缩机构320在通常由箭头330指示的方向上产生针对管322和温度传感器302的偏置力。这允许温度传感器302的第二端326保持在热电偶套管的远端。在一个实施例中，压缩机构320包括弹簧。
在操作中，温度传感器302可以使用可调夹紧机构310可调节地附接到管322。然后，适配器318的第二螺纹端部316被紧固到热电偶套管的螺纹部分。这种紧固将压缩机构320压在凸起端部324和适配器318的第一螺纹端部312之间。该压缩产生针对管322和温度传感器322的偏置力330，使得温度传感器322保持与热电偶套管的远端部分接触。
图4是根据本发明实施例的可调夹紧机构的示意图。可调夹紧机构400包括螺母402、后套圈404和前套圈406。在一个实施例中，可调夹紧机构400构造成将温度传感器固定到温度感测组件的管408。管408包括螺纹部分414、锥形凹部412和凸起端部410。
温度传感器可以插入到管408、前套圈406、后套圈404和螺母402的孔中。然后，当将温度传感器插入管408中时，前套圈406被保持在管408的锥形凹部412内。然后可以在管408的螺纹部分414处接收并拧紧螺母402，从而将温度传感器附接到温度感测组件的管408。此外，温度传感器附接到温度感测组件的管408的位置可以变化。
图5是根据本发明实施例的适配器的示意图。适配器500包括第一螺纹端部504，平坦边缘部分506，第二螺纹端部508和中心开口502。中心开口502沿着适配器500延伸，并且在一个实施例中，被配置为接收管和压缩机构。在一个实施例中，第一螺纹端部504具有相对于第二螺纹端部508的外径更窄的外径。这确保了螺母(例如图4所示的螺母402)不能从第一螺纹端部504进入适配器500。另外，这还防止压缩机构一旦通过第二螺纹端部508进入适配器500离开适配器500的第一螺纹端部504。
在操作中，适配器500可以完全包围压缩机构，使得压缩机构在适配器500内在第一螺纹端部504和管的凸起端部(例如，如图3所示的凸起端部324)之间压缩。在一个实施例中，当第二螺纹端部508螺纹连接到热电偶套管时，压缩机构可以在第一螺纹端部504和管的凸起端部(例如，如图3所示的凸起端部324)之间压缩，从而产生偏置力。在另一个实施例中，第一螺纹端部504被构造成螺纹连接到壳体装置中。将第二螺纹端部508连接到热电偶套管或第一螺纹端部504连接到壳体装置可以通过拧紧平坦边缘部分506来实现。
图6是根据本发明实施例的包括热电偶套管的温度感测组件的示意图。温度感测组件600包括温度传感器604，可调夹紧机构606，适配器608和热电偶套管612。根据本发明的实施例，温度感测组件600还可以包括图3所示的任何或全部特征，例如，压缩机构(例如，如图3所示的压缩机构320)和管(例如，如图3所示的管322)。
热电偶套管612包括近端610和远端614。适配器608包括第一螺纹端部618和第二螺纹端部616。第二螺纹端部616紧固到热电偶套管612的近端610。根据本发明的实施例，温度传感器604可以使用可调夹紧机构606可调节地附接到管。温度传感器604还可以包括连接到变送器的引线602。
图7是根据本发明实施例包括热电偶套管和壳体装置的温度感测组件的示意图。温度感测组件700包括壳体装置702，适配器704，热电偶套管710和温度传感器(未示出，在套管710、适配器704和壳体装置702内)。根据本发明的实施例，温度感测组件700还可以包括图3所示的任何或全部特征。例如，可调夹紧机构(例如，如图3所示的可调夹紧机构310)，压缩机构(例如，如图3所示的压缩机构320)和管(例如，如图3所示的管322)。热电偶套管710示意性地包括近端714和远端712。
根据本发明的实施例，适配器704包括附接到壳体装置702的第一螺纹端部706和连接到热电偶套管710的近端714的第二螺纹端部708。
尽管本发明的实施例与具有特定长度的热电偶套管一起使用，但是明确地预期可以根据特定环境使用多个不同的热电偶套管。除了热电偶套管之外，本文所描述的实施例在提供可调温度感测组件方面是有用的，该可调温度感测组件具有保持用于测量的物质(例如，液体，气体等)的管或其它容器。
图8是根据本发明的实施例将传感器可调节地附接到温度感测组件的方法的流程图。在框802，将传感器插入到夹紧机构中。在一个实施例中，夹紧机构可以包括螺母、套圈和管。当传感器插入到夹紧机构中时，传感器可以完全延伸穿过管。此外，前套圈可能与位于管中的锥形凹部接触并将所述套圈保持在适当位置。在框804，确定传感器上的夹紧位置。根据本发明的实施例，夹紧位置可以是沿着传感器的任何位置。在框806，基于所确定的夹紧位置，在夹紧机构内调节传感器。在一个实施例中，调节夹紧机构可以包括将管内的传感器滑动到期望的夹紧位置。在框808，致动或启用(activate)夹紧机构以沿着夹具位置可调地附接传感器。在一个实施例中，启用夹紧机构可以包括将螺母紧固到管的螺纹端部，使得前套圈和后套圈可夹持传感器。然而，如果需要传感器上的不同夹紧位置，则可以重复框804-808。
虽然已经参考优选实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行改变。

Claims (20)

1.一种温度感测组件，包括：
温度传感器；
可调夹紧机构，其被构造成将所述温度传感器可调节地联接到所述温度感测组件的管；
热电偶套管，其具有近端和远端，所述近端被构造成附接到所述温度感测组件的适配器，并且所述远端被构造成接收所述温度传感器的端部；和
其中，所述可调夹紧机构被构造成在沿着所述温度传感器的任意点处将所述温度传感器固定到所述管。
2.根据权利要求1所述的温度感测组件，其中，所述可调夹紧机构包括至少一个套圈。
3.根据权利要求1所述的温度感测组件，其中，所述适配器包括第一螺纹端部。
4.根据权利要求3所述的温度感测组件，其中，所述适配器包括第二螺纹端部。
5.根据权利要求1所述的温度感测组件，其中，所述管包括凸起端部和螺纹部。
6.根据权利要求5所述的温度感测组件，其中，所述管还包括被配置为容纳套圈的凹部。
7.根据权利要求4所述的温度感测组件，其中，所述第一螺纹端部被构造成附接到壳体装置，并且其中，所述第二螺纹端部被构造成附接到所述热电偶套管。
8.一种温度感测组件，包括：
温度传感器；
管，被配置为包围所述温度传感器的至少一部分；
可调夹紧机构，其被配置成沿着所述温度传感器的任意点将所述温度传感器联接到所述管；
压缩机构，其被构造成产生针对所述管和所述温度传感器的偏置力；和
联接到所述管的适配器。
9.根据权利要求8所述的温度感测组件，其中，所述可调夹紧机构包括至少一个套圈。
10.根据权利要求8所述的温度感测组件，其中，所述压缩机构被封装在所述适配器内。
11.根据权利要求8所述的温度感测组件，其中，所述适配器包括第一螺纹端部和第二螺纹端部。
12.根据权利要求8所述的温度感测组件，其中，所述温度传感器是热电偶。
13.根据权利要求8所述的温度感测组件，其中，所述压缩机构是弹簧。
14.根据权利要求8所述的温度感测组件，其中，所述温度传感器是电阻式温度检测器。
15.根据权利要求8所述的温度感测组件，其中，所述管还包括被配置为容纳套圈的凹部。
16.根据权利要求11所述的温度感测组件，其中，所述第一螺纹端部的外径小于所述第二螺纹端部的外径。
17.一种将传感器可调节地附接到温度感测组件的方法，包括：
将所述传感器插入到所述温度感测组件的夹紧机构和管中；
确定沿着所述传感器的期望的夹紧位置；
将所述传感器调节到所述管内所述期望的夹紧位置；和
启用所述夹紧机构以便将所述传感器沿着所述期望的夹紧位置可调节地联接到所述温度感测组件的所述管。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，启用所述夹紧机构包括沿着所述管的螺纹部分拧紧螺母。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括：
确定沿着所述传感器的新的夹紧位置；和
停用所述夹紧机构。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括：
将所述传感器调节到所述管内的所述新的夹紧位置；和
启用所述夹紧机构，以便将所述传感器沿着所述新的夹紧位置可调节地联接到所述温度感测组件的所述管。
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