JP2021515235A - 改善された伝熱を有する熱流束センサ - Google Patents
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Abstract
Description
温度および熱流量測定の知識がプロセスを制御または監視するために重要である多くの工業用途がある。熱流束センサは、材料間の熱流量を測定することを可能にする公知の計器である。
熱流束センサ用のセンサカプセルは、高温端部と、低温端部とを包含する。センサカプセルは、高温端部から低温端部に向かって伸びる熱伝導体と、高温端部から異なる距離で熱伝導体に連結された複数の温度センサとを包含する。
熱流量測定がプロセス温度を測定するより良いやり方を提供する多数の用途がある。例として、Emerson Automation Solutions社から入手可能なRosemount X-Well(商標)技術は、非侵入型または非侵襲型の要領でプロセス温度を測定するために使用され得る。この技術は、パイプ表面温度測定、トランスミッタ端子温度測定および導管内の内部プロセス流体温度を推測するための熱流量算出を使用する。サーモウェルは、通常、プロセス導管内に据え付けられて、それがサーモウェル先端の直径のおよそ10倍伸びている。これは、周囲温度からのステップ伝導の効果を最小限に抑えるために使用される。「短い」サーモウェルは、サーモウェル先端の直径の10倍未満の長さを有する。短いサーモウェル内の温度センサは、しかしながら、周囲およびプロセス温度の相違が増大するにつれ、周囲温度変動およびプロセス温度差によるステム温度伝導を通した有意な誤差を起こしやすい。熱流束センサは、これらの懸念に対処することができるが、素子配置は、十分な性能を確保し、熱流量の適切な把握を提供するために重要である。
Claims (27)
- 熱流量センサ用のセンサカプセルであって、カプセルが:
熱流量センサの高温端部と;
熱流量センサの低温端部と;
高温端部から低温端部に向かって伸びる熱伝導体と;
高温端部から異なる距離で熱伝導体に連結された複数の温度センサと
を含むセンサカプセル。 - 低温端部がポッティングを包含する、請求項1記載のセンサカプセル。
- 熱伝導体が金属で形成される、請求項1記載のセンサカプセル。
- 熱伝導体が銅で形成される、請求項3記載のセンサカプセル。
- 熱伝導体がアルミニウムで形成される、請求項3記載のセンサカプセル。
- 熱伝導体が鉄で形成される、請求項3記載のセンサカプセル。
- 温度センサが熱電対である、請求項1記載のセンサカプセル。
- 温度センサがタイプT熱電対である、請求項1記載のセンサカプセル。
- 高温端部に隣接して配置されたRTD素子をさらに含む、請求項1記載のセンサカプセル。
- RTD素子が熱伝導体に直接連結される、請求項9記載のセンサカプセル。
- 複数のRTD素子が熱伝導体に連結され、複数のRTD素子の各々が低温端部から距離で連結され、距離が他の複数のRTD素子の距離と比べて異なる、請求項10記載のセンサカプセル。
- 熱伝導体が熱伝導体の長さに沿って間隔を置かれた少なくとも二つの熱電対接点を含む、請求項1記載のセンサカプセル。
- 熱伝導体がソースに熱的に連結され、ソースが周囲温度を含む、請求項1記載のセンサカプセル。
- 熱伝導体が高温端部と低温端部との間の距離に沿って伸びる、請求項1記載のセンサカプセル。
- プロセス流体の温度を測定する方法であって、方法が:
伝熱センサが伝熱センサの高温端部から伝熱センサの低温端部に向かって伸びる熱伝導体を含み、センサ信号が伝熱センサからの、中央熱伝導体に沿って取得される一式の測定を含み、伝熱センサからセンサ信号を受信する工程と;
処理コンポーネントを使用して、受信されたセンサ信号に基づいて伝熱を計算する工程と;
計算された伝熱に基づいてプロセス流体温度を推定する工程と
を含む方法。 - 推定されたプロセス流体温度の表示を無線通信回路を通じて提供する工程をさらに含む、請求項15記載の方法。
- 表示が警報を含む、請求項16記載の方法。
- 推定されたプロセス流体温度測定をメモリコンポーネントに記憶する工程をさらに含む、請求項15記載の方法。
- 伝熱センサが互い違いに置かれた熱電対センサを含み、一式の測定の各測定が熱伝導体の長さに沿った点で取得される、請求項15記載の方法。
- 伝熱センサがRTD素子を含む、請求項15記載の方法。
- RTD素子が中央熱伝導体に直接連結される、請求項20記載の方法。
- 補正された伝熱を計算することが多次補正を適用することを含む、請求項15記載の方法。
- 熱伝導体が伝熱センサの高温端部と低温端部との間に伸びる、請求項15記載の方法。
- プロセス流体用の温度測定アセンブリであって、アセンブリが:
トランスミッタと;
トランスミッタに連結され、プロセス流体を含有するパイプに連結するようにも構成された温度センサとを含み、温度センサが:
温度センサの高温端部と;
温度センサの低温端部と;
高温端部から低温端部に向かって伸びる熱伝導体と;
トランスミッタに連結され、各々が低温端部を通り、熱伝導体上の熱電対接点に連結するように構成された一連のリード線とを含み;
温度センサとパイプとの間の連結が高温端部がパイプに直接連結するようなものである
温度測定アセンブリ。 - 温度センサをパイプに連結するように構成されたパイプクランプをさらに含む、請求項24記載の温度測定アセンブリ。
- 熱伝導体が高温端部から低温端部に伸びる、請求項24記載の温度測定アセンブリ。
- 導管の外部の温度を検知し、導管内のプロセス流体の温度の推定値を提供する温度センサであって、温度センサが:
センサカプセルと;
複数の温度センサに連結され、導管内のプロセス流体の温度の推定値を生成するために伝熱算出を適用するように構成された回路とを含み、センサカプセルが:
導管に連結されるように構成された高温端部と;
高温端部から間隔を置かれた低温端部と;
高温端部から低温端部に向かって伸びる熱伝導体と;
高温端部から異なる距離で熱伝導体に連結された複数の温度センサと
を包含する温度センサ。
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