RU224461U1 - Средство измерения температуры грунта - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к термометрии, а именно к полевому и лабораторному определению температуры мерзлых, промерзающих и протаивающих грунтов. Сущность: средство измерения температуры грунта включает трубу, выполненную из материала с коэффициентом теплопроводности меньшим, чем коэффициент теплопроводности грунта, и датчики измерения температуры. Средство измерения температуры снабжено втулками, соединенными с трубой и выполненными из материала с высоким коэффициентом теплопроводности. К внутренней поверхности втулок прикреплены датчики измерения температуры, а втулки заполнены теплонепроводящим материалом. Труба содержит со стороны погружения заостренный наконечник, выполненный из теплопроводящего материала, а с противоположной - наконечник из ударостойкого материала. Технический результат - повышение достоверности проводимых измерений в виду исключения конвекции воздуха по всей высоте трубы при одновременном упрощении процесса измерения температуры грунта. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к термометрии, а именно к полевому и лабораторному определению температуры мерзлых, промерзающих и протаивающих грунтов.

Известно средство измерения температуры с помощью термокосы, которая опускается в термометрическую скважину и содержит последовательно расположенные датчики температуры, соединенные между собой гибким кабелем, обеспечивающим электрическое соединение датчиков температуры, разъем для подключения к устройству считывания, хранения, обработки и отображения данных, при этом каждый датчик температуры заключен в защитный корпус (см. пат. РФ №2448335, G01K 7/16, Е21В 47/06).

Недостатком известного средства измерения температуры является невысокая достоверность получаемых данных в виду невозможности исключить влияние на результаты материала обсадной трубы и конвекции воздуха внутри обсадной трубы. Кроме того, данное средство измерения обусловлено сложностью процесса измерения температуры грунта, в виду необходимости предварительного создания термометрической скважины, включающее бурение скважины в грунте, устройство обсадной трубы. Кроме того, для выполнения измерения термокосу необходимо поместить внутрь термоскважины, контролируя при этом высотные отметки, для обеспечения репрезентативности многократных измерений.

Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является средство измерения температуры грунта, описанное в способе измерения температуры грунта с помощью измерительной гирлянды, опускаемой втермометрическую скважину, обсадная труба термометрической скважины представляет собой трубу, изготовленную из материала с относительно низким коэффициентом теплопроводности (например, полипропилен), с частями из материала с относительно высоким коэффициентом теплопроводности (например, втулки из стали), а измерительная гирлянда представляет собой трубу, имеющую наружный диметр, равный внутреннему диаметру обсадной трубы и аналогичную по конструкции, у которой к металлическим частям прикреплены термопары для измерения температуры (см. пат. РФ Ф №2597339, Е21В 47/06, E02D 1/00, G01K 7/02).

Недостатком известного средства измерения температуры является невысокая достоверность получаемых данных в виду невозможности исключить влияние конвекции воздуха внутри обсадной трубы в результате образования возможных отклонений линейных размеров обсадной и измерительной труб, что влечет за собой, либо образование воздушных прослоев, либо невозможности внедрения измерительной трубки в обсадную, что исключает возможность выполнения измерений. Кроме того, данное средство измерения обусловлено сложностью процесса измерения температуры грунта в виду необходимости предварительного создания термометрической скважины, включающее бурение скважины в грунте, устройство обсадной трубы.

Техническая проблема известных средств измерения температуры грунта заключается в том, что для проведения измерения предварительно необходимо создание термометрической скважины, включающей бурение скважины в грунте и устройство обсадной трубы. Кроме того, для выполнения измерения, термокосу необходимо поместить внутрь скважины, контролируя при этом высотные отметки, для обеспечения нахождения датчиков измерения температуры на определенной высоте. При этом не исключается внесение погрешности в проводимые измерения за счет конвекции воздуха между обсадной трубой и трубой измерительной гирлянды.

Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что средство измерения температуры грунта включает трубу, выполненную из материала с коэффициентом теплопроводности меньшим, чем коэффициент теплопроводности грунта, и датчики измерения температуры. Средство измерения температуры снабжено втулками, соединенными с трубой и выполненными из материала с высоким коэффициентом теплопроводности. К внутренней поверхности втулок прикреплены датчики измерения температуры, а втулки заполнены теплонепроводящим материалом. Труба содержит со стороны погружения заостренный наконечник, выполненный из теплопроводящего материала, а с противоположной - наконечник из ударостойкого материала.

Технический результат, достигаемый заявляемой полезной моделью, заключается в том, что повышении достоверности проводимых измерений в виду исключения конвекции воздуха по всей высоте трубы при одновременном упрощении процесса измерения температуры грунта.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежом, где схематично изображено средство измерения температуры грунта.

Средство измерения температуры грунта, включающее трубу 1, выполненную из материала с коэффициентом теплопроводности меньшим, чем коэффициент теплопроводности грунта 2 и обладающего повышенными прочностными и жесткостными характеристиками, например стекло- и базальтопластики. Труба 1 включает втулки 3 из материала с высоким значением коэффициента теплопроводности, например стали. К внутренней поверхности теплопроводящих втулок 3 прикреплены датчики 4 измерения температуры. Датчики 4 объединены в общую цепь 5, имеющую разъем для подключения 6 с целью считывания результатов измерений. Втулки 3 заполнены теплонепроводящим материалом, выполняющим роль заглушки 7, предотвращающей циркуляцию воздуха по всей высоте трубы 1. Труба 1 содержит с одной стороны заостренный наконечник 8, выполненный из теплопроводящего материала, например, стали, и наконечник 9 с ровнойповерхностью из ударостойкого материала любой теплопроводности с другой.

Измерение температуры грунта производят следующим образом.

К внутренней поверхности теплопроводящих втулок 3, в том числе к заостренному наконечнику 8 трубы 1, крепят датчики 4 измерения температуры, например на теплопроводящий клей, которые далее объединяют в общую цепь 5, снабженную разъемом для подключения 6. Внутреннее пространство втулок 3 заполняют материалом с низкой теплопроводностью, например, минеральной ватой или пенополистиролом, который выполняет роль термоизолирующей заглушки 7. Теплопроводящие втулки 3 соединяют с трубой 1, выполненной из материала с теплопроводностью ниже теплопроводности грунта 2, например, посредством резьбового соединения или при помощи клея. С противоположностей стороны от заостренного наконечника 8 измерительной трубы 1 крепят наконечник 9 с ровной поверхностью из ударостойкого материала любой теплопроводности. Собранное средство измерения температуры грунта подают к месту монтажа, устанавливают заостренным наконечником 8 на поверхность земли и погружают любым известным способом: забивкой, вдавливанием, вибропогружением с лидерным бурением или без него на проектную отметку. При этом заявляемее средство может быть погружено собранной воедино трубой либо отдельными секциями, соединяемыми между собой на месте монтажа. В данном случае общая цепь датчиков 5 имеет разъемы (на фиг. не показаны) для подключения датчиков измерения температуры одной секции к датчикам соседней секции. Такое конструктивное решение позволяет исключить необходимость монтажа обсадной трубы и погружения измерительной гирлянды внутрь нее, что обуславливает упрощение процесса измерения температуры грунта. Измерение осуществляют подключением через разъем 6 и считыванием показаний датчиков 4 как точечно, по запросу оператора, так и систематически, с заданным интервалом времени, и записью данных навстроенную систему памяти, а также с возможностью отправки данных по беспроводным сетям. При этом показания, получаемые при помощи заявляемого средства, обладают высокой достоверностью в виду отсутствия теплового влияния трубы 1 на температурный режим грунта 2 за счет выполнения трубы 1 из материала с теплопроводностью ниже, чем теплопроводность грунта 2, и наличия теплоизолирующих заглушек 7 внутри теплопроводящих втулок 3, предотвращающих конвективную циркуляцию воздуха по всей высоте трубы 1.

Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет повысить достоверность проводимых измерений при одновременном упрощении процесса измерения температуры грунта.

Claims (1)

1. Средство измерения температуры грунта, включающее трубу, выполненную из материала с коэффициентом теплопроводности меньшим, чем коэффициент теплопроводности грунта, и датчики измерения температуры, отличающееся тем, что оно снабжено втулками, соединенными с трубой и выполненными из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, причем к внутренней поверхности втулок прикреплены датчики измерения температуры, а втулки заполнены теплонепроводящим материалом, при этом труба содержит со стороны погружения заостренный наконечник, выполненный из теплопроводящего материала, а с противоположной - наконечник из ударостойкого материала.