RU2618499C1 - Устройство для неинтрузивного измерения температуры - Google Patents

Устройство для неинтрузивного измерения температуры Download PDF

Info

Publication number
RU2618499C1
RU2618499C1 RU2016126554A RU2016126554A RU2618499C1 RU 2618499 C1 RU2618499 C1 RU 2618499C1 RU 2016126554 A RU2016126554 A RU 2016126554A RU 2016126554 A RU2016126554 A RU 2016126554A RU 2618499 C1 RU2618499 C1 RU 2618499C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wall
temperature
vessel
supporting structure
process vessel
Prior art date
Application number
RU2016126554A
Other languages
English (en)
Inventor
Пэт Додсон КОНВЁРС
Original Assignee
Росемоунт Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Росемоунт Инк. filed Critical Росемоунт Инк.
Application granted granted Critical
Publication of RU2618499C1 publication Critical patent/RU2618499C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/14—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations
    • G01K1/143—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations for measuring surface temperatures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G01K13/02—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K3/00—Thermometers giving results other than momentary value of temperature
    • G01K3/08—Thermometers giving results other than momentary value of temperature giving differences of values; giving differentiated values
    • G01K3/14—Thermometers giving results other than momentary value of temperature giving differences of values; giving differentiated values in respect of space
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/42—Circuits effecting compensation of thermal inertia; Circuits for predicting the stationary value of a temperature
    • G01K7/427—Temperature calculation based on spatial modeling, e.g. spatial inter- or extrapolation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes

Abstract

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры технологического процесса. Заявлено устройство датчиков температуры для использования со стенкой технологической емкости, которое содержит опорную конструкцию, первый датчик температуры, второй датчик температуры и процессор. Опорная конструкция образует зону контакта с наружной поверхностью стенки технологической емкости. Первый датчик температуры проходит через опорную конструкцию для измерения температуры наружной поверхности стенки технологической емкости. Второй датчик температуры находится на второй поверхности, отстоящей от первой поверхности, для измерения температуры второй поверхности опорной конструкции. Процессор соединен с первым и вторым датчиками температуры и выполнен с возможностью определения значения температуры внутренней поверхности стенки технологической емкости как функции измеренной температуры наружной поверхности стенки технологической емкости, измеренной температуры второй поверхности опорной конструкции, параметров опорной конструкции и параметров стенки технологической емкости. Технический результат - повышение точности результатов измерений. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом относится к устройствам измерения температуры для применения в промышленных процессах. В частности, изобретение относится к устройствам измерения температуры для неинтрузивного измерения температуры технологического процесса.
Уровень техники
Устройства для неинтрузивного измерения температуры в промышленных технологических процессах могут быть использованы для измерения температуры технологической текучей среды в емкости (сосуде) без необходимости проникновения сквозь стенку технологической емкости. Устройство для неинтрузивного измерения температуры осуществляет измерение температуры стенки емкости снаружи. Такое устройство может включать в себя датчик температуры и конструкцию, выполненную с возможностью позиционирования конца температурно-чувствительного элемента датчика температуры на наружной поверхности стенки емкости. Когда температура технологической текучей среды изменяется, температура стенки емкости также будет изменяться. Температура стенки емкости будет также изменяться в ответ на внешние условия, такие как солнечное освещение, ветер или дождь. Изоляция вокруг конца чувствительного элемента обеспечивает некоторое экранирование наружной поверхности от изменения внешних условий. Однако точность неинтрузивного измерения температуры технологического процесса страдает в той степени, в какой свойства изоляции отличаются от идеальных.
Раскрытие изобретения
В одном своем аспекте настоящее изобретение представляет устройство датчиков температуры для использования со стенкой технологической емкости, содержащее опорную конструкцию, первый датчик температуры, второй датчик температуры и процессор. Опорная конструкция содержит первую поверхность, выполненную с возможностью образования зоны контакта с участком наружной поверхности стенки технологической емкости, и вторую поверхность, отстоящую от первой поверхности. Первый датчик температуры проходит через опорную конструкцию в зоне контакта для измерения температуры наружной поверхности стенки технологической емкости. Второй датчик температуры на второй поверхности опорной конструкции служит для измерения температуры второй поверхности опорной конструкции. Процессор соединен с первым датчиком температуры и вторым датчиком температуры и выполнен с возможностью определения значения температуры внутренней поверхности стенки технологической емкости как функции измеренной температуры наружной поверхности стенки технологической емкости, измеренной температуры второй поверхности опорной конструкции, параметров опорной конструкции и параметров стенки технологической емкости
В другом своем аспекте настоящее изобретение представляет систему измерения температуры для использования со стенкой технологической емкости, содержащую устройство датчиков температуры и электронный блок, соединенный с устройством датчиков температуры. Устройство датчиков температуры включает опорную конструкцию, первый датчик температуры и второй датчик температуры. Опорная конструкция содержит первую поверхность, выполненную с возможностью образования зоны контакта с участком наружной поверхности стенки технологической емкости, и вторую поверхность, отстоящую от первой поверхности. Первый датчик температуры проходит через опорную конструкцию в зоне контакта для измерения температуры наружной поверхности стенки технологической емкости. Второй датчик температуры находится на второй поверхности опорной конструкции для измерения температуры второй поверхности опорной конструкции. Электронный блок содержит процессор и интерфейс связи. Процессор соединен с первым датчиком температуры и вторым датчиком температуры и выполнен с возможностью определения значения температуры внутренней поверхности стенки технологической емкости как функции измеренной температуры наружной поверхности стенки технологической емкости, измеренной температуры второй поверхности опорной конструкции, параметров опорной конструкции и параметров стенки технологической емкости. Интерфейс связи выполнен с возможностью передачи значения температуры внутренней поверхности стенки технологической емкости в систему управления или контроля.
В еще одном своем аспекте настоящее изобретение представляет способ неинтрузивного определения значения температуры внутренней поверхности стенки технологической емкости. Способ включает покрытие участка наружной поверхности стенки технологической емкости посредством опорной конструкции. Способ включает измерение температуры наружной поверхности стенки технологической емкости и измерение температуры поверхности опорной конструкции, причем указанная поверхность обращена в сторону от стенки технологической емкости. Способ также включает определение значения температуры внутренней поверхности стенки технологической емкости на основе измеренной температуры наружной поверхности стенки технологической емкости, измеренной температуры поверхности опорной конструкции, параметров опорной конструкции и параметров стенки технологической емкости.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 в виде боковой проекции изображает устройство измерения температуры, соответствующее настоящему изобретению, в котором опорной конструкцией является трубный хомут.
Фиг. 2 в сечении изображает часть конструкции с фиг. 1.
Фиг. 3 изображает блок-схему электроники конструкции с фиг. 1.
Фиг. 4 в сечении изображает часть другой конструкции устройства измерения температуры, соответствующего настоящему изобретению, в котором опорной конструкцией является плоская пластина.
Осуществление изобретения
Фиг. 1 представляет вид сбоку устройства измерения температуры, которое реализует настоящее изобретение. Фиг. 1 изображает устройство 10 измерения температуры, содержащее устройство 12 датчиков температуры, электронный блок 14 и трубу 16 датчиков. Устройство 10 измерения температуры прикреплено к стенке 18 технологической емкости для измерения температуры, связанной с технологической текучей средой Р, содержащейся за стенкой 18 технологической емкости. В варианте осуществления, изображенном на фиг. 1, стенка 18 технологической емкости образует трубу с внутренним радиусом R. У стенки 18 технологической емкости имеется наружная поверхность 20 и внутренняя поверхность 22, при этом стенка технологической емкости имеет толщину Tw. Устройство 12 датчиков температуры содержит опорную конструкцию 24. Опорная конструкция 24 может представлять собой изогнутую пластину, такую как трубный хомут, как показано на фигуре. Устройство 12 датчиков температуры прикреплено к стенке 18 технологической емкости на наружной поверхности 20 посредством опорной конструкции 24. Труба 16 датчиков соединяет электронный блок 14 с устройством 12 датчиков температуры в области опорной конструкции 24.
На фиг. 2 представлено поперечное сечение участка конструкции, изображенной на фиг. 1. Как показано на фиг. 2, опорная конструкция 24 содержит первую поверхность 26 и вторую поверхность 28, которая отстоит от первой поверхности 26 на величину толщины TB опорной конструкции. Первая поверхность 26 выполнена с возможностью нахождения в физическом контакте с участком наружной поверхности 20 стенки 18 технологической емкости, образуя зону 30 контакта. Устройство 12 датчиков температуры дополнительно содержит первый датчик 32 температуры и второй датчик 34 температуры. Первый датчик температуры 32 содержит температурно-чувствительный элемент 36 и провода 38 датчика. Второй датчик 34 температуры содержит температурно-чувствительный элемент 40 и провода 42 датчика. Температурно-чувствительный элемент 36 и температурно-чувствительный элемент 40 могут представлять собой, например, термопару, термистор, инфракрасный датчик, или резистивный детектор температуры (RTD, Resistance Temperature Detector), содержащий тонкопленочные или проволочные элементы. Труба 16 датчиков является пустотелой и образует корпус для первого датчика 32 температуры и второго датчика 34 температуры. Провода 38 датчика проходят через трубу 16 датчиков, чтобы соединить температурно-чувствительный элемент 36 с электроникой в электронном блоке 14 согласно фиг. 3. Аналогично, провода 42 датчика проходят через трубу 16 датчиков, чтобы соединить температурно-чувствительный элемент 40 с электроникой в электронном блоке 14.
Первый датчик 32 температуры проходит сквозь опорную конструкцию 24 в зоне 30 контакта, так что первый датчик 32 температуры находится в физическом контакте с наружной поверхностью 20 стенки 18 технологической емкости. Будучи расположенным таким образом, первый датчик 32 температуры измеряет температуру θw наружной поверхности 20 путем формирования аналогового электрического сигнала между проводами 38 датчика, так что сигнал изменяется в ответ на изменения температуры θw наружной поверхности 20 регистрируемые температурно-чувствительным элементом 36. Второй датчик 34 температуры находится в физическом контакте со второй поверхностью 28 опорной конструкции 24, чтобы измерять температуру θВ второй поверхности 28. Второй датчик 34 температуры измеряет температуру θВ второй поверхности 28 путем формирования аналогового электрического сигнала между проводами 42 датчика, так что сигнал изменяется в ответ на изменения температуры θВ второй поверхности 28, регистрируемые температурно-чувствительным элементом 40.
Фиг. 3 схематически изображает электронику для варианта осуществления, изображенного на фиг. 1 и 2. На фиг. 3 показано, что электронный блок 14 содержит процессор 50, первый аналого-цифровой (А/Ц) преобразователь 52, второй А/Ц преобразователь 54 и память 56. Процессором 50 предпочтительно представляет собой цифровой микропроцессор. Первый А/Ц преобразователь 52 и второй А/Ц преобразователь 54 являются аналого-цифровыми преобразователями. Память 56 представляет собой цифровое устройство хранения данных, электрически соединенное с процессором 50. Процессор 50 соединен с первым датчиком 32 температуры посредством первого А/Ц преобразователя 52. Первый А/Ц преобразователь 52 электрически соединен с проводами 38 датчика, чтобы преобразовывать аналоговый электрический сигнал от чувствительного элемента 36 в цифровой сигнал для процессора 50. Второй А/Ц преобразователь 54 соединяет процессор 50 со вторым датчиком 34 температуры. Второй А/Ц преобразователь 54 электрически соединен с проводами 42 датчика, чтобы преобразовывать аналоговый электрический сигнал от чувствительного элемента 40 в цифровой сигнал для процессора 50.
Память 56 содержит параметры опорной конструкции и параметры стенки технологической емкости. Параметры опорной конструкции представляют собой физические характеристики опорной конструкции 24, и могут включать, например, значение теплопроводности KB опорной конструкции 24 и толщину TB опорной конструкции. Параметры опорной конструкции могут быть сохранены в памяти 56 в процессе изготовления устройства 10 измерения температуры. В альтернативном варианте параметры опорной конструкции могут быть сохранены в памяти 56 в процессе настройки конфигурации устройства 10 измерения температуры, что будет рассмотрено ниже.
Параметры стенки технологической емкости представляют собой физические характеристики стенки 18 технологической емкости и включают, например, значение теплопроводности Kw стенки 18 технологической емкости и толщину Tw стенки технологической емкости. Параметры стенки технологической емкости могут быть сохранены в памяти 56 в процессе изготовления устройства 10 измерения температуры. Однако, поскольку маловероятно, что в момент изготовления технологическая емкость, к которой будет прикреплено устройство 10 измерения температуры, уже известна, параметры стенки технологической емкости могут быть сохранены в памяти 56 в процессе настройки конфигурации устройства 10 измерения температуры, что будет рассмотрено ниже. Дополнительно или как вариант, в памяти 56 может быть сохранено множество наборов параметров стенки технологической емкости, и можно выбирать требуемый набор параметров из памяти 56, когда производится настройка конфигурации устройства 10 измерения температуры для дальнейшего использования.
В соответствии с законом теплопроводности Фурье, тепловой поток через опорную конструкцию 24 должен быть таким же, что и поток через стенку 18 технологической емкости. При этом условии температура θР внутренней поверхности 22 стенки 18 технологической емкости может быть определена исходя из измеренной температуры θw наружной поверхности 20 и измеренной температуры θВ второй поверхности 28.
Если совместно рассмотреть фиг. 1, 2 и 3, то устройство 10 измерения температуры прикреплено к стенке 18 технологической емкости для определения температуры θР внутренней поверхности 22 стенки 18 технологической емкости неинтрузивным способом. Устройство 12 датчиков температуры установлено так, что первая поверхность 26 опорной конструкции 24 покрывает участок наружной поверхности 20, образуя зону 30 контакта. Датчик 32 температуры измеряет температуру θw наружной поверхности 20, датчик 34 температуры измеряет температуру θВ второй поверхности 28 опорной конструкции 24, которая обращена в сторону от стенки 18 технологической емкости. Процессор 50 принимает измеренную температуру θw наружной поверхности 20 в виде цифровых сигналов от первого А/Ц преобразователя 52 и принимает измеренную температуру θВ второй поверхности 28 в виде цифровых сигналов от второго А/Ц преобразователя 54. Процессор 50 получает параметры опорной конструкции и параметры стенки технологической емкости из памяти 56. Путем использования модели теплопередачи, такой как закон теплопроводности Фурье, процессор 50 выполнен с возможностью определения температуры θР на основе измеренной температуры θw наружной поверхности 20, измеренной температуры θВ второй поверхности 28, параметров опорной конструкции и параметров стенки технологической емкости. Температура θР представляет собой значение температуры внутренней поверхности 22 стенки 18 технологической емкости. Температура θР также представляет собой оценку температуры технологической текучей среды Р за стенкой 18 технологической емкости. В условиях турбулентного течения температура θР может служить очень точной оценкой температуры технологической текучей среды Р благодаря сравнительно однородному распределению температур по сечению трубы, которая определена стенкой 18 технологической емкости.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 3, электронный блок 14 может также содержать интерфейс 58 связи. Интерфейс 58 связи обеспечивает связь между устройством 10 измерения температуры и системой 62 управления/контроля. При таком оснащении устройство 10 измерения температуры может также быть названо передатчиком измерений температуры и может передавать температуру θР внутренней поверхности 22 стенки 18 технологической емкости в систему 62 управления или контроля. Связь между устройством 10 измерения температуры и системой 62 управления или контроля может быть осуществлена через любое подходящее беспроводное или проводное соединение. Например, связь может быть реализована посредством аналогового тока в двухпроводной петле, который изменяется в интервале от 4 до 20 мА. В ином варианте связь может осуществляться в цифровой форме по двухпроводной петле с использованием цифрового протокола HART или по шине связи с использованием цифрового протокола, такой как Foundation fieldbus. Интерфейс 58 связи может, как вариант, содержать электронную схему 64 беспроводной связи для связи путем беспроводной передачи с использованием беспроводного протокола, такого как WirelessHART (IEC 62591). Более того, связь с системой 62 управления или контроля может быть прямой или через сеть, состоящую из любого числа промежуточных устройств, например беспроводную ячеистую сеть (не показана). Интерфейс 58 связи может помочь контролировать и управлять связью в направлении устройства 10 измерения температуры и от устройства 10 измерения температуры. Например, система 62 управления или контроля может обеспечить конфигурирование устройства 10 измерения температуры, включая ввод или выбор параметров опорной конструкции, параметров стенки технологической емкости или выбор модели теплопередачи для конкретного применения посредством интерфейса 58 связи.
Вариант осуществления, представленный на фиг. 3, может также содержать локальный интерфейс оператора (LOI, Local Operator Interface) 66. Локальный интерфейс 66 оператора может быть предусмотрен для отображения температуры θР внутренней поверхности 22, а также измеренной температуры θw наружной поверхности 20, измеренной температуры θВ второй поверхности 28, параметров опорной конструкции и параметров стенки технологической емкости. Локальный интерфейс 66 оператора может быть также предусмотрен для обеспечения возможности конфигурирования устройства 10 измерения температуры, включая ввод или выбор параметров опорной конструкции, параметров стенки технологической емкости или выбор модели теплопередачи для конкретного применения.
В варианте осуществления, представленном на фиг. 1, 2 и 3, для трубы с внутренним радиусом R может быть применена следующая модель теплопередачи:
Figure 00000001
Параметры опорной конструкции включают значение теплопроводности KB опорной конструкции 24 и толщину ТВ опорной конструкции. Параметры стенки технологической емкости включают значение теплопроводности Kw стенки 18 технологической емкости и толщину Tw стенки технологической емкости. Таким образом, процессор 50 может применить модель теплопередачи согласно уравнению [1] для определения температуры θР внутренней поверхности 22 стенки 18 технологической емкости на основе измеренной температуры θw наружной поверхности 20, измеренной температуры θВ второй поверхности 28, параметров опорной конструкции и параметров стенки технологической емкости.
На фиг. 4 представлено поперечное сечение участка другого варианта устройства измерения температуры, который реализует настоящее изобретение, где опорная конструкция представляет собой плоскую пластину. Данный вариант осуществления изобретения может быть применен для технологической емкости с плоской стенкой, например, печи или технологического бака с плоской стороной. Данный вариант осуществления может также быть применен для трубы или круглого технологического бака с внутренним радиусом R настолько большим, что стенка технологической емкости приближается к плоской поверхности на расстоянии, которое покрывает опорная конструкция.
Вариант осуществления фиг. 4 идентичен вышеописанному согласно фиг. 1, 2 и 3, за исключением того, что опорная конструкция 24 в устройстве 12 датчиков температуры заменена опорной конструкцией 124, чтобы ее можно было разместить на стенке 118 технологической емкости. Стенка 118 технологической емкости представляет собой плоскую стенку, имеющую наружную поверхность 120 и внутреннюю поверхность 122, при этом стенка технологической емкости имеет толщину Tw'. Устройство 12 датчиков температуры прикреплено к стенке 118 технологической емкости на наружной поверхности 120 посредством опорной конструкции 124. Труба 16 датчиков соединяет электронный блок 14 (фиг. 1) с устройством 12 датчиков температуры на опорной конструкции 124.
Опорная конструкция 124 содержит первую поверхность 126 и вторую поверхность 128, отстоящую от первой поверхности 126 на толщину ТВ' опорной конструкции. Первая поверхность 126 выполнена с возможностью нахождения в физическом контакте с участком наружной поверхности 120 стенки 118 технологической емкости, образуя зону 130 контакта. Первый датчик 32 температуры проходит через опорную конструкцию 124 в зоне 130 контакта, так что первый датчик 32 температуры находится в физическом контакте с наружной поверхностью 120 стенки 118 технологической емкости. При таком расположении первый датчик 32 температуры измеряет температуру θw' наружной поверхности 120. Второй датчик 34 температуры находится в физическом контакте со второй поверхностью 128 опорной конструкции 124, чтобы измерять температуру θВ' второй поверхности 128.
Так же, как и случае варианта осуществления, описанного выше согласно фиг. 1, 2 и 3, процессор 50 получает параметры опорной конструкции и параметры стенки технологической емкости из памяти 56. За счет использования модели теплопередачи, такой как закон теплопроводности Фурье, процессор 50 выполнен с возможностью определения температуры θР' внутренней поверхности 122 стенки 118 технологической емкости на основе измеренной температуры θw' наружной поверхности 120, измеренной температуры θВ' второй поверхности 128, параметров опорной конструкции и параметров стенки технологической емкости.
В варианте осуществления, представленном на фиг. 4, для плоской поверхности может быть применена следующая модель теплопередачи:
Figure 00000002
Параметры опорной конструкции включают значение теплопроводности KB' опорной конструкции 124 и толщину ТВ' опорной конструкции. Параметры стенки технологической емкости включают значение теплопроводности Kw' стенки 118 технологической емкости и толщину Tw' стенки технологической емкости. Таким образом, процессор 50 может применить модель теплопередачи согласно уравнению [2] для определения температуры θР' внутренней поверхности 122 стенки 118 технологической емкости на основе измеренной температуры θw' наружной поверхности 120, измеренной температуры θВ' второй поверхности 128, параметров опорной конструкции и параметров стенки технологической емкости.
Варианты осуществления настоящего изобретения решают проблему неинтрузивного измерения температуры технологической текучей среды за стенкой емкости путем использования двух датчиков температуры, разделенных толщиной опорной конструкции, прикрепленной к стенке емкости, и процессора, выдающего значение температуры внутренней поверхности стенки емкости как функции измерений от двух датчиков температуры, параметров опорной конструкции и параметров стенки технологической емкости. Таким образом, общие действующие факторы, включая внешние условия, такие как солнечное освещение, ветер или дождь, могут быть по меньшей мере частично скомпенсированы и увеличена точность получаемых результатов измерения температуры.
Хотя изобретение было раскрыто со ссылками на примеры вариантов его осуществления, специалистам в данной области должно быть понятно, что в рамках идеи и объема изобретения в него могут быть внесены изменения и может быть произведена замена одних элементов на эквивалентные элементы. Кроме того, многие модификации могут быть сделаны, чтобы адаптировать конкретную ситуацию или материал к идеям изобретения, не выходя за рамки его объема. Поэтому предполагается, что изобретение не ограничивается конкретными раскрытыми вариантами осуществления и что в него должны быть включены все варианты осуществления, которые попадают под действие пунктов прилагаемой формулы изобретения.

Claims (42)

1. Устройство датчиков температуры для использования со стенкой технологической емкости, содержащее
опорную конструкцию, включающую первую поверхность, выполненную с возможностью образования зоны контакта с участком наружной поверхности стенки технологической емкости, и вторую поверхность, отстоящую от первой поверхности на толщину опорной конструкции;
первый датчик температуры, проходящий через опорную конструкцию в зоне контакта для измерения температуры наружной поверхности стенки технологической емкости;
второй датчик температуры, расположенный на второй поверхности опорной конструкции, для измерения температуры второй поверхности опорной конструкции; и
процессор, соединенный с первым датчиком температуры и вторым датчиком температуры и выполненный с возможностью приема от первого датчика температуры измеренной температуры наружной поверхности стенки технологической емкости и приема от второго датчика температуры измеренной температуры второй поверхности опорной конструкции и с возможностью определения значения температуры внутренней поверхности стенки технологической емкости как функции измеренной температуры наружной поверхности стенки технологической емкости, измеренной температуры второй поверхности опорной конструкции, параметров опорной конструкции и параметров стенки технологической емкости,
при этом определенное таким образом значение температуры внутренней поверхности стенки технологической емкости является функцией измеренной температуры наружной поверхности стенки технологической емкости и коэффициента, пропорционального разнице между измеренной температурой внешней поверхности стенки технологической емкости и измеренной температурой второй поверхности опорной конструкции,
причем указанный коэффициент основан на параметрах опорной конструкции и параметрах стенки технологической емкости.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что параметры опорной конструкции включают значение теплопроводности опорной конструкции и толщину опорной конструкции между первой поверхностью и второй поверхностью.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что параметры стенки технологической емкости включают толщину стенки технологической емкости и значение теплопроводности стенки технологической емкости.
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что опорная конструкция представляет собой плоскую пластину.
5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что опорная конструкция представляет собой изогнутую пластину, а параметры стенки технологической емкости дополнительно включают радиус стенки технологической емкости.
6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что опорная конструкция представляет собой трубный хомут, а стенка технологической емкости представляет собой трубу.
7. Устройство измерения температуры для использования со стенкой технологической емкости, содержащее
устройство датчиков температуры, содержащее
опорную конструкцию, включающую первую поверхность, выполненную с возможностью образования зоны контакта с участком наружной поверхности стенки технологической емкости, и вторую поверхность, отстоящую от первой поверхности на толщину опорной конструкции;
первый датчик температуры, проходящий через опорную конструкцию в зоне контакта для измерения температуры наружной поверхности стенки технологической емкости; и
второй датчик температуры на второй поверхности опорной конструкции для измерения температуры второй поверхности опорной конструкции; и
электронный блок, соединенный с устройством датчиков температуры и содержащий
процессор, соединенный с первым датчиком температуры и вторым датчиком температуры и выполненный с возможностью приема от первого датчика температуры измеренной температуры наружной поверхности стенки технологической емкости и приема от второго датчика температуры измеренной температуры второй поверхности опорной конструкции и с возможностью определения значения температуры внутренней поверхности стенки технологической емкости как функции измеренной температуры наружной поверхности стенки технологической емкости, измеренной температуры второй поверхности опорной конструкции, параметров опорной конструкции и параметров стенки технологической емкости; и
интерфейс связи для передачи значения температуры внутренней поверхности стенки технологической емкости, определенного процессором, в систему управления или контроля,
при этом определенное таким образом значение температуры внутренней поверхности стенки технологической емкости является функцией измеренной температуры наружной поверхности стенки технологической емкости и коэффициента, пропорционального разнице между измеренной температурой внешней поверхности стенки технологической емкости и измеренной температурой второй поверхности опорной конструкции,
причем указанный коэффициент основан на параметрах опорной конструкции и параметрах стенки технологической емкости.
8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что параметры опорной конструкции включают значение теплопроводности опорной конструкции и толщину опорной конструкции между первой поверхностью и второй поверхностью.
9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что параметры стенки технологической емкости включают толщину стенки технологической емкости и значение теплопроводности стенки технологической емкости.
10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что опорная конструкция представляет собой плоскую пластину.
11. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что опорная конструкция представляет собой изогнутую пластину, а параметры стенки технологической емкости дополнительно включают радиус стенки технологической емкости.
12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что опорная конструкция представляет собой трубный хомут, а стенка технологической емкости представляет собой трубу.
13. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что интерфейс связи содержит электронную схему для беспроводной передачи значения температуры внутренней поверхности стенки технологической емкости в систему управления или контроля.
14. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что электронный блок дополнительно содержит локальный интерфейс оператора, через который параметры стенки технологической емкости могут быть переданы в устройство.
15. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что параметры опорной конструкции могут быть переданы в систему через локальный интерфейс оператора.
16. Способ неинтрузивного определения значения температуры внутренней поверхности стенки технологической емкости, включающий:
покрытие участка наружной поверхности стенки технологической емкости посредством опорной конструкции;
измерение температуры наружной поверхности стенки технологической емкости;
измерение температуры поверхности опорной конструкции, причем указанная поверхность обращена в сторону от стенки технологической емкости; и
определение значения температуры внутренней поверхности стенки технологической емкости на основе измеренной температуры наружной поверхности стенки технологической емкости, измеренной температуры поверхности опорной конструкции, параметров опорной конструкции и параметров стенки технологической емкости,
при этом определенное таким образом значение температуры внутренней поверхности стенки технологической емкости является функцией измеренной температуры наружной поверхности стенки технологической емкости и коэффициента, пропорционального разнице между измеренной температурой внешней поверхности стенки технологической емкости и измеренной температурой второй поверхности опорной конструкции,
причем указанный коэффициент основан на параметрах опорной конструкции и параметрах стенки технологической емкости.
17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что параметры опорной конструкции включают значение теплопроводности опорной конструкции и толщину опорной конструкции между наружной поверхностью стенки технологической емкости и поверхностью опорной конструкции, которая обращена в сторону от стенки технологической емкости.
18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что параметры стенки технологической емкости включают толщину стенки технологической емкости и значение теплопроводности стенки технологической емкости.
19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что опорная конструкция представляет собой изогнутую пластину, а параметры стенки технологической емкости дополнительно включают радиус стенки технологической емкости.
20. Способ по п. 16, отличающийся тем, что дополнительно включает ввод в процессор по меньшей мере одного параметра из числа параметра опорной конструкции и параметра стенки технологической емкости для определения значения температуры внутренней поверхности стенки технологической емкости.
21. Способ по п. 16, отличающийся тем, что определение значения температуры внутренней поверхности стенки технологической емкости включает применение модели теплопередачи.
RU2016126554A 2013-12-26 2014-11-25 Устройство для неинтрузивного измерения температуры RU2618499C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/140,784 2013-12-26
US14/140,784 US9360377B2 (en) 2013-12-26 2013-12-26 Non-intrusive temperature measurement assembly
PCT/US2014/067243 WO2015099933A1 (en) 2013-12-26 2014-11-25 Non-intrusive temperature measurement assembly

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2618499C1 true RU2618499C1 (ru) 2017-05-03

Family

ID=51253903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016126554A RU2618499C1 (ru) 2013-12-26 2014-11-25 Устройство для неинтрузивного измерения температуры

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9360377B2 (ru)
EP (1) EP3087304B1 (ru)
JP (1) JP6408588B2 (ru)
CN (2) CN203758647U (ru)
CA (1) CA2933495C (ru)
RU (1) RU2618499C1 (ru)
WO (1) WO2015099933A1 (ru)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11814821B2 (en) 2011-01-03 2023-11-14 Sentinel Hydrosolutions, Llc Non-invasive thermal dispersion flow meter with fluid leak detection and geo-fencing control
US9146172B2 (en) * 2011-01-03 2015-09-29 Sentinel Hydrosolutions, Llc Non-invasive thermal dispersion flow meter with chronometric monitor for fluid leak detection
US9360377B2 (en) * 2013-12-26 2016-06-07 Rosemount Inc. Non-intrusive temperature measurement assembly
US20160003685A1 (en) * 2014-07-03 2016-01-07 Vareck Walla Mounting Apparatus for Temperature Sensor
DE102014019365B4 (de) * 2014-12-22 2021-02-18 Abb Schweiz Ag Vorrichtung zur Messung der Temperatur eines Mediums durch eine Wandung
EP3070444B1 (en) * 2015-03-17 2018-12-12 ENDRESS + HAUSER WETZER GmbH + Co. KG A surface temperature measuring device
ITUB20150948A1 (it) 2015-05-29 2016-11-29 Isanik S R L Elemento di fissaggio, uso di un sensore integrato nell'elemento di fissaggio e metodo per rilevare un flusso termico all'interno di organi meccanici
US11226242B2 (en) 2016-01-25 2022-01-18 Rosemount Inc. Process transmitter isolation compensation
US20180238741A1 (en) * 2017-02-21 2018-08-23 Rosemount Inc. Process transmitter isolation compensation
JP6835856B2 (ja) * 2016-01-25 2021-02-24 ローズマウント インコーポレイテッド 非侵襲式プロセス流体温度計算システム
US11067520B2 (en) 2016-06-29 2021-07-20 Rosemount Inc. Process fluid temperature measurement system with improved process intrusion
US11226255B2 (en) 2016-09-29 2022-01-18 Rosemount Inc. Process transmitter isolation unit compensation
US10317295B2 (en) 2016-09-30 2019-06-11 Rosemount Inc. Heat flux sensor
JP7110549B2 (ja) * 2017-02-15 2022-08-02 オムロン株式会社 センサ装置
US10976204B2 (en) 2018-03-07 2021-04-13 Rosemount Inc. Heat flux sensor with improved heat transfer
DE102018119857A1 (de) * 2018-08-15 2020-02-20 Abb Schweiz Ag Temperaturmesseinrichtung und Verfahren zur Temperaturbestimmung
US11029215B2 (en) * 2018-09-24 2021-06-08 Rosemount Inc. Low contact clamp for non-invasive process fluid temperature indication
US11073429B2 (en) * 2018-09-24 2021-07-27 Rosemount Inc. Non-invasive process fluid temperature indication for high temperature applications
US20200103293A1 (en) * 2018-09-28 2020-04-02 Rosemount Inc. Non-invasive process fluid temperature indication
JP7368462B2 (ja) * 2018-09-28 2023-10-24 ローズマウント インコーポレイテッド 誤差が減少した非侵襲的プロセス流体温度表示
CN114008422A (zh) 2019-07-01 2022-02-01 保热感应公司 用于非侵入式热询问的装置、系统和方法
EP3835740B1 (en) * 2019-12-11 2024-02-07 ABB Schweiz AG A temperature determination device
EP4078118A4 (en) * 2019-12-20 2023-10-18 Entegris, Inc. ACCURATE TEMPERATURE READING OF A LIQUID-NEAR INTERFACE
US11248940B2 (en) * 2019-12-20 2022-02-15 Rosemount Inc. Non-invasive process fluid flow indication using temperature difference
DE102020120054A1 (de) 2020-07-29 2022-02-03 Endress + Hauser Flowtec Ag Verfahren zum Ermitteln einer Meßstoff-Temperatur sowie Meßsystem dafür
EP4130694A1 (en) * 2021-08-02 2023-02-08 Abb Schweiz Ag A temperature sensor assembly
DE102021209278A1 (de) 2021-08-24 2023-03-02 Siemens Aktiengesellschaft Temperaturmessvorrichtung zur nichtinvasiven Temperaturmessung, Kalibrierverfahren und Computerprogrammprodukt
CN114110939B (zh) * 2021-09-13 2022-10-11 上海交通大学 一种便携式集中空调系统综合性能及健康评估装置
DE102021211940A1 (de) * 2021-10-22 2023-04-27 Siemens Aktiengesellschaft Temperaturmessvorrichtung zur nichtinvasen Temperaturmessung, Temperaturmesssystem und Computerprogrammprodukt
DE102021129342B3 (de) * 2021-11-11 2023-02-02 SIKA Dr. Siebert & Kühn GmbH & Co. KG Verfahren und System zur Bestimmung der Temperatur eines durch einen Leitungskörper strömenden Fluids

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0261735A2 (de) * 1986-09-20 1988-03-30 Bauknecht Hausgeräte GmbH Vorrichtung zum Erfassen der Temperatur in wasserführenden Rohrleitungen
FR2724727A1 (fr) * 1994-09-16 1996-03-22 Cotherm Sa Capteur de temperature
RU37415U1 (ru) * 2002-11-10 2004-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Контэл" Датчик температуры накладной
RU2466365C1 (ru) * 2011-04-18 2012-11-10 Яков Серафимович Кожевников Накладной беспроводной измеритель температуры поверхности объекта
RU130395U1 (ru) * 2012-11-23 2013-07-20 Александр Георгиевич Горохов Теплосчетчик бытовой "теплоучет-2"

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US40415A (en) * 1863-10-27 Improved stopper for jars and bottles
US3724267A (en) * 1970-08-28 1973-04-03 Foster Wheeler Corp Heat flux sensing device
JPS5362583A (en) * 1976-11-16 1978-06-05 Tatsuo Togawa Hot flow compensation type tubing and device for measuring temperature of fluid in tank
FR2382000A1 (fr) * 1977-02-25 1978-09-22 Auxitrol Rampe thermocouples pour la mesure de la moyenne de plusieurs temperatures
JPS55149025A (en) * 1979-05-11 1980-11-20 Shisaka Kenkyusho:Kk Internal temperature measuring method
US4384793A (en) * 1980-12-22 1983-05-24 Uop Inc. Temperature profile monitoring method and apparatus
US4436438A (en) * 1981-07-21 1984-03-13 Wahl Instruments, Inc. Multiple probe temperature measuring system and probes therefor
IT1164309B (it) * 1983-07-07 1987-04-08 Cise Spa Gruppo strumentato per il rilievo delle temperature e dei flussi termici in pareti evaporative di generatori di vapore
US4488516A (en) * 1983-11-18 1984-12-18 Combustion Engineering, Inc. Soot blower system
US4722610A (en) * 1986-03-07 1988-02-02 Technology For Energy Corporation Monitor for deposition on heat transfer surfaces
US4826540A (en) * 1987-01-12 1989-05-02 Sam Mele Adjustable depth thermocouple system
US5064604A (en) * 1990-02-07 1991-11-12 Westinghouse Electric Corp. Cost effective fluid line status sensor system
GB9005286D0 (en) 1990-03-09 1990-05-02 Avon Rubber Plc Thermal sensing
US5743646A (en) 1996-07-01 1998-04-28 General Motors Corporation Temperature sensor with improved thermal barrier and gas seal between the probe and housing
US6503221B1 (en) 1997-06-12 2003-01-07 Abbott Laboratories Temperature compensation system for regulating flow through tubing in a pump
US6485174B1 (en) * 2000-10-27 2002-11-26 The Babcock & Wilcox Company Attachable heat flux measuring device
FR2840986B1 (fr) * 2002-06-12 2004-09-10 Eric Esprimont Methode mettant en oeuvre des capteurs de flux de chaleur pour evaluer la puissance d'une reaction thermique a l'interieur d'une enceinte, et dispositif pour la mise en oeuvre d'une telle methode
US6824305B1 (en) * 2002-08-16 2004-11-30 The Texas A & M University System Local wall heat flux/temperature meter for convective flow and method of utilizing same
US7249885B2 (en) * 2002-10-16 2007-07-31 Clyde Bergemann Gmbh Heat flux measuring device for pressure pipes, method for producing a measuring device, method for monitoring an operating state of a heat exchanger, heat exchanger and method for measuring a heat flux
US6848373B2 (en) * 2003-02-21 2005-02-01 Breen Energy Solutions Method of monitoring heat flux and controlling corrosion of furnace wall tubes
US20050209813A1 (en) * 2004-03-16 2005-09-22 Johnson Controls Technology Company Temperature sensing device
US7156552B2 (en) 2004-09-07 2007-01-02 University Corporation For Atmospheric Research Temperature sensor system for mobile platforms
JP4600170B2 (ja) * 2004-09-15 2010-12-15 セイコーエプソン株式会社 体温計、および体温計を有する電子機器
US9184364B2 (en) 2005-03-02 2015-11-10 Rosemount Inc. Pipeline thermoelectric generator assembly
GB0508584D0 (en) * 2005-04-28 2005-06-01 Boiler Man Systems Internation A pipe assembly
US7484886B2 (en) 2006-05-03 2009-02-03 International Business Machines Corporation Bolometric on-chip temperature sensor
WO2008061343A1 (en) * 2006-11-21 2008-05-29 Car-Ber Investments Inc. External pipe testing tool and testing method using same
DE102007002369B3 (de) * 2007-01-17 2008-05-15 Drägerwerk AG & Co. KGaA Doppeltemperatursensor
EP1947432A3 (de) * 2007-01-19 2011-03-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Temperatursensor, Sensor und Verfahren zum bestimmen einer Temperatur eines Mediums, Verfahren zum Herstellen eines Temperatursensors zur verbesserten Bestimmung einer Temperatur eines Mediums und Verfahren zum Herstellen eines Sensors, der zusätzlich eine Temperatur eines Mediums bestimmen kann
EP2136204B1 (en) * 2007-04-04 2019-01-09 Espec Corp. Hygrometer
CN101038192A (zh) * 2007-04-12 2007-09-19 浙江大学 一种非侵入式热脉冲茎流计
KR101125432B1 (ko) * 2007-06-19 2012-03-27 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 리드선 부착 온도 센서
BRPI0722146B1 (pt) * 2007-10-15 2018-07-17 Micro Motion Inc medidor de fluxo vibratório, e, método para determinar uma temperatura de fluido derivada tf-deriv de um material fluido em um medidor de fluxo vibratório
US8280674B2 (en) * 2008-01-24 2012-10-02 Raytheon Company Apparatus for measuring surface temperature using embedded components
US8147130B2 (en) * 2008-04-18 2012-04-03 General Electric Company Heat flux measurement device for estimating fouling thickness
DE102008026642B4 (de) * 2008-06-03 2010-06-10 Dräger Medical AG & Co. KG Doppeltemperatursensor mit einem Aufnahmeelement
DE102009009592A1 (de) * 2009-02-19 2010-08-26 Clyde Bergemann Gmbh Maschinen- Und Apparatebau Messeinrichtung für einen Wärmetauscher
US8118484B2 (en) 2009-03-31 2012-02-21 Rosemount Inc. Thermocouple temperature sensor with connection detection circuitry
US8529126B2 (en) 2009-06-11 2013-09-10 Rosemount Inc. Online calibration of a temperature measurement point
BR112013004991A2 (pt) * 2010-09-03 2016-05-31 Los Alamos Nat Security Llc método para determinar não invasivamente a composição de um fluido de multifases
JP2012112767A (ja) * 2010-11-24 2012-06-14 Citizen Holdings Co Ltd 温度測定装置
GB2500034A (en) * 2012-03-07 2013-09-11 Passivsystems Ltd Calculation of temperature on a remote side of a barrier using thermal conductivity properties of the barrier and temperature measurements
US9360377B2 (en) * 2013-12-26 2016-06-07 Rosemount Inc. Non-intrusive temperature measurement assembly

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0261735A2 (de) * 1986-09-20 1988-03-30 Bauknecht Hausgeräte GmbH Vorrichtung zum Erfassen der Temperatur in wasserführenden Rohrleitungen
FR2724727A1 (fr) * 1994-09-16 1996-03-22 Cotherm Sa Capteur de temperature
RU37415U1 (ru) * 2002-11-10 2004-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Контэл" Датчик температуры накладной
RU2466365C1 (ru) * 2011-04-18 2012-11-10 Яков Серафимович Кожевников Накладной беспроводной измеритель температуры поверхности объекта
RU130395U1 (ru) * 2012-11-23 2013-07-20 Александр Георгиевич Горохов Теплосчетчик бытовой "теплоучет-2"

Also Published As

Publication number Publication date
CN203758647U (zh) 2014-08-06
US20150185085A1 (en) 2015-07-02
CN104748889A (zh) 2015-07-01
CN104748889B (zh) 2019-08-30
WO2015099933A1 (en) 2015-07-02
EP3087304B1 (en) 2018-08-29
JP2017502299A (ja) 2017-01-19
EP3087304A4 (en) 2017-05-31
US9360377B2 (en) 2016-06-07
CA2933495A1 (en) 2015-07-02
CA2933495C (en) 2016-09-27
EP3087304A1 (en) 2016-11-02
JP6408588B2 (ja) 2018-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2618499C1 (ru) Устройство для неинтрузивного измерения температуры
US11630072B2 (en) Non-intrusive process fluid temperature calculation system
RU2757064C1 (ru) Датчик теплового потока с повышенным теплообменом
RU2719269C1 (ru) Датчик теплового потока
WO2018156381A1 (en) Thermocouple temperature sensor with cold junction compensation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201126