CN109115274A - 监测装置及安装监测装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种监测装置，用于监测被测设备，其中包括：安装座；壳体，固定在所述安装座上；以及测温探头，布置在所述壳体底部，所述测温探头延伸至穿过所述安装座后与所述被测设备相抵。此外，本发明还公开了一种安装上述监测装置的方法。本发明的监测装置，测得的温度数据更精确，时效性更强。

Description

监测装置及安装监测装置的方法

技术领域

本发明涉及机械设备的在线监测技术领域，尤其涉及一种监测装置。

背景技术

在工业现场，对于关键的机械设备，往往配备在线监测传感器，以便时时监测设备的运行状态，进行预测性维护，防止设备的重大安全隐患或停产事故的发生。其中，具有复合功能的传感器，例如振动加温度测量传感器，在设备监测中担当重要角色。这类传感器集加速度振动和温度测量于一体，对体积紧凑、整体可靠性、环境适应性等有较高要求。由于这些传感器自身也需要定期维护或校准，所以需要具有便于拆卸的结构。

然而，受制于现场纷繁复杂的被测设备，传感器的安装方式和安装位置会根据不同的被测设备而变化。在设计、制造被测设备的过程中，往往不会提前预留传感器的安装位置，此外，现场也不允许对这些重要设备进行电焊、机械钻孔等作业。因而，综合上述因素，通常在被测设备上通过胶粘剂固定一个安装座，再将传感器壳体与安装座用螺栓刚性固定，从而能实现方便传感器的拆卸更换。

但现有的与安装座连接的传感器，其温度敏感元件通常安装在传感器壳体内，从而设备表面的热能需经过胶粘剂、整个安装座以及传感器的外壳才能传到壳体内的温度敏感元件，并继续向传感器其余部分和环境传递。这样，热能在传到温度敏感元件前经过了三个部件的三重热阻，且每个部件对环境还有一定的热能耗散，一方面会造成比较大的温度梯度以及较差的温度响应特性，另一方面会受到环境温度的影响，从而导致对设备温度监测的精确度和灵敏度均较差。

还有一种传感器，采用分体式结构，将温度敏感元件安装在传感器的壳体外部并与被测设备接触，这样由于温度敏感元件与传感器之间需要连接导线或连接器，需要进行防水措施，而且温度敏感元件本身的机械强度较差，还需要进一步防护，从而导致整体结构相对复杂，成本高，且不便于维护。

发明内容

为此，本发明提供了一种测温探头，以解决或至少缓解上面存在的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种监测装置，用于监测被测设备，其中包括：安装座；壳体，固定在所述安装座上；以及测温探头，布置在所述壳体底部，所述测温探头延伸至穿过所述安装座后与所述被测设备相抵。

可选地，在根据本发明的监测装置中，所述安装座内贯通开设有通孔；所述壳体内设有朝向所述通孔的配合孔；所述测温探头的第一端与所述配合孔连通，第二端穿过所述通孔并与所述被测设备相抵，且所述测温探头与所述通孔的孔壁之间设有间隙。

可选地，在根据本发明的监测装置中，所述测温探头包括：探头壳体，所述探头壳体的长度大于所述安装座的高度；以及温度敏感元件，布置在所述探头壳体内。

可选地，在根据本发明的监测装置中，所述安装座的外侧壁设有外螺纹；所述壳体底部设有连接槽，所述连接槽的内侧壁设有内螺纹，所述连接槽与所述安装座螺纹连接。

可选地，在根据本发明的监测装置中，还包括：锁紧螺母，布置在所述壳体下端，并适于将所述壳体锁死在所述安装座上。

可选地，在根据本发明的监测装置中，所述探头壳体为管状薄壁结构，其包括与所述被测设备相抵的头部；所述温度敏感元件固定在所述头部。

可选地，在根据本发明的监测装置中，所述测温探头的外壁与所述通孔的孔壁之间的间隙的宽度为1mm。

可选地，在根据本发明的监测装置中，所述测温探头的直径为5-7mm，所述通孔的直径为7-9mm。

可选地，在根据本发明的监测装置中，还包括：安装在所述壳体内的第二敏感元件。

可选地，在根据本发明的监测装置中，所述第二敏感元件为振动敏感元件。

可选地，在根据本发明的监测装置中，所述安装座与所述被测设备的表面之间通过设置胶层固定；所述安装座内安装有永磁体。

根据本发明的又一个方面，还提供了一种安装监测装置的方法，包括步骤：

S1：将安装座固定在被测设备表面，所述安装座的外侧壁设有外螺纹；

S2：将安装有测温探头的壳体与所述外螺纹旋合而固定在所述安装座上，并带动所述测温探头穿过所述安装座后与所述被测设备相抵。

可选地，在根据本发明的安装监测装置的方法中，在所述步骤S2之后还包括步骤：S3：通过锁紧螺母将所述壳体锁死在所述安装座上。

可选地，在根据本发明的安装监测装置的方法中，在所述步骤S2之前，还包括步骤：将所述测温探头固定在所述壳体底部。

可选地，在根据本发明的安装监测装置的方法中，所述安装座内贯通开设有通孔，所述壳体内设有朝向所述通孔的配合孔；所述测温探头的第一端与所述配合孔连通，第二端穿过所述通孔后与所述被测设备相抵，且所述测温探头与所述通孔的孔壁之间设有间隙。

可选地，在根据本发明的安装监测装置的方法中，所述安装座通过施胶固定在被测设备表面，且所述安装座与所述被测设备表面之间形成胶层。

根据本发明的技术方案，提供了一种监测装置，包括壳体、安装座和测温探头，测温探头包括探头壳体和固定在探头壳体头部的温度敏感元件，测温探头从壳体延伸至穿过安装座的通孔后与被测设备的表面相抵，且测温探头的外侧壁与安装座的通孔孔壁之间设有间隙。这样，设备的热源仅需经过探头壳体的头部然后直接传给温度敏感元件，大大降低了热传递过程中的热阻，也避免了热量传递到安装座的热耗散，从而使最终测得的设备的温度数据更精确，时效性更强。此外，本发明的监测装置结构稳定，便于安装和维护。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本发明一个实施例的监测设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如前文所述，现有技术中用于监测设备的监测传感器，在使用过程中或多或少存在一定的功能缺陷，因此本发明提出了一种性能更优化的用于监测设备的监测装置100。图1示出了根据本发明一个实施例的监测装置100的结构示意图，该监测装置100安装在设备300的表面。该监测装置100包括用于监测设备温度的测温探头150，此外，该监测装置100内还可以安装第二敏感元件160，从而作在监测设备温度时能同步监测设备的其它性能。根据一个实施例，第二敏感元件160可以是振动敏感元件，从而通过该第二敏感元件160来监测设备的加速度，使监测该设备300能同时监测设备的温度和加速度。但，本发明不限制第二敏感元件160的具体类型，也可以是监测设备其它性能的敏感元件，这里不再一一列举。

根据一个实施例，如图1所示，本发明中的监测装置100包括用来安装传感器的壳体110以及位于壳体110下端的安装座120，其中，壳体110与安装座120螺纹连接，具体地，安装座120的外侧壁设有外螺纹，壳体110的底部开设有连接槽112，连接槽112内侧壁设有适于与外螺纹相配合的内螺纹。这样，壳体110的连接槽112套设在安装座120上，并能与安装座120的外侧壁螺纹旋合连接，使壳体110稳定地固定在安装座120上。壳体110与安装座120采用螺纹旋合的固定方式，从而便于安装和拆卸。

进一步地，测温探头150布置在壳体110的底部，且测温探头150向下延伸至穿过安装座120后能与被测设备300相抵。具体地，安装座120的中间位置上下贯通开设有通孔125，壳体110的下端开设有朝向通孔125的配合孔115，该配合孔115向下与连接槽112连通。测温探头150的第一端(即是图1中相对的上端)与配合孔115连通，第二端(即是图1中相对的下端)穿过通孔125并与被测设备300相抵。也就是说，测温探头150是从壳体110的配合孔115处向下延伸至穿过安装座120的通孔125，可以理解，测温探头150也穿过了壳体110的连接槽115。需要说明的是，测温探头150可以是通过激光焊接或者胶粘的方式固定在壳体110底部，具体是固定在壳体110的连接槽112的顶壁、并与配合孔115连通。

此外，测温探头150与通孔125的孔壁之间具有间隙。通过设置间隙，起到了热隔离的作用，避免测温探头150与安装座120接触，从而避免热量由测温探头150传递到安装座120上导致热耗散。

具体地，如图1所示，测温探头150包括探头壳体155和温度敏感元件151，且温度敏感元件151固定在探头壳体155的内壁。其中，探头壳体155的第一端(即是图1中相对的上端)固定在壳体110的连接槽112的顶壁、并与配合孔115连通，探头壳体155的第二端(即是图1中相对的下端)延伸至穿过安装座120内的通孔125后能与被测设备300的表面相抵。应当指出，探头壳体155的长度大于安装座120的长度，从而保证探头壳体155穿过安装座120后能与被测设备300的表面相抵。这样，当探头壳体155的第二端紧贴在被测设备300上时，连接槽112的顶壁与安装座120的上端面之间可以留有一定间距。优选地，探头壳体155包括位于其第二端的与被测设备300相抵的头部，该头部是封闭端，温度敏感元件151紧贴在该头部的内壁，并通过信号线直接穿进壳体110内与控制器耦接。这样，探头壳体155能够密封温度敏感元件151，并对温度敏感元件151起到了一定的防护作用。通过将探头壳体155的头部直接与被测设备300抵接，从而被测设备300的温度能直接传递到探头壳体155的头部，再由探头壳体155的头部将热能传递到位于其内壁的温度敏感元件151，从而将温度信号通过信号线传递到控制器。

可以理解，由于探头壳体155的外壁与通孔125的孔壁之间设有间隙，从而，被测设备300的热能在向温度敏感元件151传递的过程中并不会传递到安装座120，能避免热量传递到安装座120上导致的热耗散，从而使最终测得的设备300的温度数据更精确，时效性更强。进一步说明的是，由于探头壳体155本身为较细的管状薄壁结构，其头部的壁厚非常小，而被测设备300的热能传递到温度敏感元件151仅需经过探头壳体155的头部，从而能最大程度地减小热量从被测设备300传到温度敏感元件151之间的热阻；此外，热量从温度敏感元件151传到壳体110需经过探头壳体155，探头壳体155为管状结构，且探头壳体155的外侧壁与通孔125的孔壁之间设有间隙，这些均造成热量从温度敏感元件151传到壳体110的热阻较大，从而只有很少的热量能传递到壳体110内，这也使温度敏感元件151的相对平衡温度偏差很小，从而使监测装置100对被测设备300的温度监测精度更高、响应更快速。

根据一个实施例，监测装置100还包括锁紧螺母130，锁紧螺母130布置在壳体110的下端，通过锁紧螺母130能将壳体110反向锁死在安装座120上。具体地，当壳体110的连接槽112与安装座120的外侧壁螺纹旋合时，带动测温探头150的下端慢慢向下移动，并移动至紧贴在被测设备300上，此时，通过锁紧螺母130将壳体110反向锁死在安装座120上，从而对壳体110与安装座120的螺纹连接起到限位防松作用，能防止因长时间振动造成壳体110与安装座120的连接松动、进而导致测温探头150与被测设备300不能紧密贴合、影响测温精度等问题。

根据一种实施方式，安装座120预先通过胶粘剂粘贴固定在被测设备300的表面，然而，在胶粘剂没有完全固化达到预定的粘接强度之前，需要对安装座120施加一定的压力使其与设备300完全固定，因此，在安装座120内嵌入安装永磁体124，通过永磁体124的磁力对安装座120施加压力，以便胶粘剂固化形成胶层123，使安装座120与被测设备300的表面通过该胶层123固定。胶层123使安装座120稳定地固定在被测设备300上并与被测设备300之间无缝接触。具体地，安装座120下方的胶层123的厚度约为0.05mm，但由于安装座120内还安装有永磁体124，胶层123在施工过程中会受到永磁体124施加的压力，从而使安装座120与被测设备300之间的胶层123的厚度会小于0.05mm，故，胶层123的厚度D的取值范围为0＜D≤0.05mm。该胶层123自身的热阻非常微小，从而胶层123对温度敏感元件151的测温影响也非常微小，可以忽略。

根据一个实施例，如图1所示，第二敏感元件160为振动敏感元件，其安装在壳体110内，从而监测装置100能够同时监测设备300的温度和加速度。此外，为避免安装座120上开设的通孔125对振动传递的损失，探头壳体155的直径可以为5-7mm，通孔125的直径可以为7-9mm。优选地，探头壳体155的直径为6mm，通孔125的直径为8mm，从而，探头壳体155的外侧壁与通孔125的孔壁之间的间隙宽度为1mm。从而不仅能使探头壳体155外侧壁与通孔125的孔壁之间存在1mm的间隙作为热隔离，也能尽可能地减少通孔125对振动传递的损失。

另外，为避免安装座120本身对振动传递的损失，设置安装座120的高度不超过10mm。

需要说明的是，测温探头150在长度上具有可调节性，可以通过增加探头壳体155的长度来增加测温探头150的长度。在具体实施过程中，可以在被测设备300的表面开孔，从而通过适当增加探头壳体155的长度，使测温探头150在穿过安装座120后继续向下延伸至伸入被测设备300的孔内，使测温探头150的温度敏感元件151更接近热源，从而对被测设备300的关键部位的温度变化的监测更加精准。

根据本发明的又一个方面，还提供了一种安装监测装置100的方法，监测装置100包括壳体110、安装座120和锁紧螺母130，壳体110上可以安装测温探头150，其中包括如下步骤：

S1：将安装座120通过施胶固定在被测设备300的表面，从而安装座120与被测设备300表面之间形成胶层123；其中，安装座120的外侧壁设有外螺纹；

S2：将安装有测温探头150的壳体110与安装座120外侧壁的外螺纹旋合，从而使壳体110固定安装在安装座120上，并带动测温探头150穿过安装座120而与被测设备300相抵；以及

S3：通过位于壳体110下端的锁紧螺母130将壳体110反向锁死在安装座120上。。

此外，在步骤S2之前，还包括步骤：将测温探头150通过激光焊接或者胶粘的方式固定在壳体110的底部。

进一步地，安装座120内贯通开设有通孔125，壳体110内设有朝向通孔125的配合孔115。当测温探头150固定在壳体110的底部时，测温探头150的第一端与配合孔115连通，第二端能穿过安装座120的通孔125并与被测设备300相抵。测温探头150的外侧壁与通孔125的孔壁之间还存在一定间隙。

通过上述安装方法，能方便地将监测装置100安装到被测设备300上，监测装置100的整体结构简单且稳定，使用寿命长，十分便于维护。

A9、如A1-8任一项所述的监测装置，其中，还包括安装在所述壳体内的第二敏感元件。A10、如A9所述的监测装置，其中，所述第二敏感元件为振动敏感元件。A11、如A1-10任一项所述的监测装置，其中，所述安装座与所述被测设备的表面之间通过设置胶层固定；所述安装座内安装有永磁体。B14、如B12或13所述的安装监测装置的方法，其中，在所述步骤S2之前，还包括步骤：将所述测温探头固定在所述壳体底部。B15、如B12-14任一项所述的安装监测装置的方法，其中，所述安装座内贯通开设有通孔，所述壳体内设有朝向所述通孔的配合孔；所述测温探头的第一端与所述配合孔连通，第二端穿过所述通孔后与所述被测设备相抵，且所述测温探头与所述通孔的孔壁之间设有间隙。B16、如B12-14任一项所述的安装监测装置的方法，其中，所述安装座通过施胶固定在被测设备表面，且所述安装座与所述被测设备表面之间形成胶层。

本说明书的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解。此外，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

Claims (10)

1.一种监测装置，用于监测被测设备，包括：

安装座；

壳体，固定在所述安装座上；以及

测温探头，布置在所述壳体底部，所述测温探头延伸至穿过所述安装座后与所述被测设备相抵。

2.如权利要求1所述的监测装置，其中：

所述安装座内贯通开设有通孔；

所述壳体内设有朝向所述通孔的配合孔；

所述测温探头的第一端与所述配合孔连通，第二端穿过所述通孔并与所述被测设备相抵，且所述测温探头与所述通孔的孔壁之间设有间隙。

3.如权利要求1或2所述的监测装置，其中，所述测温探头包括：

探头壳体，所述探头壳体的长度大于所述安装座的高度；以及

温度敏感元件，布置在所述探头壳体内。

4.如权利要求1-3任一项所述的监测装置，其中：

所述安装座的外侧壁设有外螺纹；

所述壳体底部设有连接槽，所述连接槽的内侧壁设有内螺纹，所述连接槽与所述安装座螺纹连接。

5.如权利要求4所述的监测装置，其中，还包括：

锁紧螺母，布置在所述壳体下端，并适于将所述壳体锁死在所述安装座上。

6.如权利要求3所述的监测装置件，其中：

所述探头壳体为管状薄壁结构，其包括与所述被测设备相抵的头部；

所述温度敏感元件固定在所述头部。

7.如权利要求2所述的监测装置，其中：

所述测温探头的外壁与所述通孔的孔壁之间的间隙的宽度为1mm。

8.如权利要求7所述的监测装置，其中：

所述测温探头的直径为5-7mm，所述通孔的直径为7-9mm。

9.一种安装监测装置的方法，包括步骤：

S1：将安装座固定在被测设备表面，所述安装座的外侧壁设有外螺纹；以及

S2：将安装有测温探头的壳体与所述外螺纹旋合而固定在所述安装座上，并带动所述测温探头穿过所述安装座后与所述被测设备相抵。

10.如权利要求9所述的安装监测装置的方法，其中，在所述步骤S2之后还包括步骤：

S3：通过锁紧螺母将所述壳体锁死在所述安装座上。