RU2658552C1 - Device for measuring the vertical profile of environment temperature - Google Patents
Device for measuring the vertical profile of environment temperature Download PDFInfo
- Publication number
- RU2658552C1 RU2658552C1 RU2017128070A RU2017128070A RU2658552C1 RU 2658552 C1 RU2658552 C1 RU 2658552C1 RU 2017128070 A RU2017128070 A RU 2017128070A RU 2017128070 A RU2017128070 A RU 2017128070A RU 2658552 C1 RU2658552 C1 RU 2658552C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cable
- temperature
- probe
- sensors
- soil
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/06—Measuring temperature or pressure
- E21B47/07—Temperature
-
- 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
-
- 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
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения профиля температуры почвы, грунта, в том числе многолетнемерзлых грунтов и почв.The invention relates to measuring technique and can be used to measure the temperature profile of soil, soil, including permafrost soils and soils.
Известны Термозонды для измерения профиля температуры среды (RU №№97524, 128323 U1 G01К 3/00). Устройства включают термокосу, с размещенными на ней датчиками температуры, разъем для подключения устройства обработки. Термокоса заключена в резиновую трубку, оба конца которой герметизированы, внутри которой вставлена полиэтиленовая трубка для придания жесткости, верхний конец которой оставлен открытым, и полиэтиленового рукава с герметизированным нижним концом. Измерения производятся в скважинах, полученных с помощью механического или теплового бурения.Known thermal probes for measuring the temperature profile of the medium (RU No. 97524, 128323
Недостатки - устройства могут быть использованы для измерения температуры льда, в том числе торосов и стамух.Disadvantages - devices can be used to measure the temperature of ice, including hummocks and ham.
Известно Использование автоматических регистрирующих устройств (логгеров) для температурного мониторинга многолетнемерзлых грунтов (Криосфера Земли, 2011, т. XV, №1, с. 23-32). Качество температурного мониторинга грунтов и работоспособность логгерных устройств при многолетнем использовании зависит от соблюдения определенных правил установки температурных датчиков в грунтах. Их игнорирование может привести к тому, что даже самая совершенная аппаратура окажется бесполезной.It is known to use automatic recording devices (loggers) for temperature monitoring of permafrost soils (Cryosphere of the Earth, 2011, vol. XV, No. 1, pp. 23-32). The quality of temperature monitoring of soils and the performance of logger devices for many years of use depends on compliance with certain rules for installing temperature sensors in soils. Ignoring them can lead to the fact that even the most advanced equipment will be useless.
Недостатком является использование для соединения температурных датчиков с логгером кабеля, составленного из медных жил. Кабель расположен вертикально и является проводником тепла, что приводит к искажению распределения температуры.The disadvantage is the use of a cable composed of copper conductors to connect temperature sensors to the logger. The cable is located vertically and is a heat conductor, which leads to a distortion of the temperature distribution.
Наиболее близким по технической сущности является температурный зонд для измерения профиля температуры почвы TP32MTT_03_D http://www.directindustry.com.ru/prod/delta-ohm/product-25140-1572320.html. Прибор содержит закрепленные в стеклопластиковой трубе температурные сенсоры для одновременного измерения температуры на 7 уровнях: +5 см, 0, -5 см, -10 см, -20 см, -50 см, -1 м относительно поверхности почвы (согласно рекомендациям Всемирной Метеорологической Организации). В верхней части трубы выводится кабель для передачи данных с датчиков. Данные передаются через интерфейс RS485 по протоколу MODBUS RTU на логгер.The closest in technical essence is a temperature probe for measuring the soil temperature profile TP32MTT_03_D http://www.directindustry.com.ru/prod/delta-ohm/product-25140-1572320.html. The device contains temperature sensors fixed in a fiberglass pipe for simultaneous measurement of temperature at 7 levels: +5 cm, 0, -5 cm, -10 cm, -20 cm, -50 cm, -1 m relative to the soil surface (according to the recommendations of the World Meteorological Organization ) In the upper part of the pipe, a cable is output for transmitting data from sensors. Data is transmitted via the RS485 interface using the MODBUS RTU protocol to the logger.
Недостатком прибора является вероятность внесения искажения поля температуры вдоль зонда кабелем для передачи данных.The disadvantage of this device is the probability of introducing distortion of the temperature field along the probe with a data cable.
Задача изобретения: уменьшить возмущение температурного режима сенсоров зонда, воздействующее через проводники кабеля.The objective of the invention: to reduce the temperature disturbance of the probe sensors acting through the cable conductors.
Технический результат: снижение искажений температуры в заявляемом температурном зонде повышает точность измерений вертикального профиля температуры.Effect: reduction of temperature distortions in the inventive temperature probe increases the accuracy of the measurement of the vertical temperature profile.
Технический результат достигается тем, что, как и в известном, предлагаемое устройство для измерения вертикального профиля температуры среды содержит зонд в виде вертикальной цепочки цифровых температурных сенсоров, имеющих протокол связи 1-WIRE, соединенных между собой параллельно и имеющих уникальные логические номера; кабельный ввод, через который выходит кабель, соединяющий сенсоры с контроллером-логгером для считывания информации.The technical result is achieved by the fact that, as in the known one, the proposed device for measuring the vertical profile of the medium temperature comprises a probe in the form of a vertical chain of digital temperature sensors having a 1-WIRE communication protocol, connected in parallel and having unique logical numbers; cable entry through which a cable is connected connecting the sensors to the controller-logger for reading information.
В отличие от известного в заявленном устройстве, кабельный ввод, соединяющий цепочку температурных сенсоров с контроллером, укреплен на расстоянии не менее 200 мм от верхнего конца защитного корпуса, совпадающего с нулевым уровнем почвы или грунта, а часть горизонтально уложенного кабеля длиной не менее одного метра, считая от зонда, размещена в закрытой траншее.Unlike the device known in the claimed device, the cable entry connecting the chain of temperature sensors to the controller is fixed at a distance of at least 200 mm from the upper end of the protective casing, which coincides with a zero level of soil or soil, and part of a horizontally laid cable is at least one meter long, counting from the probe, placed in a closed trench.
Использование заявленной конструкции зонда с расположением ответвления кабеля не менее 200 мм от конца зонда обусловлено тем, что линии равной температуры на вертикальном разрезе почвы на этой глубине становятся практически горизонтальными и не пересекают кабель, уложенный горизонтально. Таким образом при изменении температуры почвы кабель и сенсор, расположенный ближе всего к кабелю, нагреваются и остывают синхронно. Меньшая глубина прокладки начальной части кабеля приведет к тому, что на кабель будут воздействовать несколько зон с различной температурой, и вследствие высокой теплопроводности его температура будет отличаться от температуры почвы вокруг ближнего сенсора. Минимальная длина горизонтальной части кабеля 1 м подобрана эмпирически, исходя из опыта эксплуатации термозондов, накопленного лабораторией ЛГИТ. Меньшая длина горизонтальной части кабеля может приводить к тому, что тепловые потоки от конца кабеля, находящегося на другой глубине и имеющего другую температуру, не полностью шунтируются окружающей почвой, успеют по жилам кабеля дойти до зонда и способны искажать распределение тепла в температурных сенсорах.The use of the claimed probe design with a cable branch location of at least 200 mm from the end of the probe is due to the fact that lines of equal temperature at a vertical section of the soil at this depth become almost horizontal and do not cross the cable laid horizontally. Thus, when the temperature of the soil changes, the cable and the sensor closest to the cable are heated and cooled synchronously. The shorter laying depth of the initial part of the cable will cause several zones with different temperatures to act on the cable, and due to the high thermal conductivity, its temperature will differ from the temperature of the soil around the near sensor. The minimum length of the horizontal part of the cable 1 m is selected empirically, based on the operating experience of thermal probes accumulated by the LGIT laboratory. The shorter length of the horizontal part of the cable can lead to the fact that the heat fluxes from the end of the cable, located at a different depth and having a different temperature, are not completely shunted by the surrounding soil, have time to reach the probe along the cable cores and can distort the distribution of heat in the temperature sensors.
Изобретение поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.
Устройство содержит зонд 1 в виде вертикальной цепочки цифровых температурных сенсоров 2, имеющих протокол связи 1-WIRE, соединенных между собой параллельно и имеющих уникальные логические номера; кабельный ввод 3, через который выходит кабель 4, соединяющий сенсоры с контроллером-логгером (не показан) для считывания информации. Кабельный вывод 3 расположен на расстоянии не менее 200 мм от верхнего конца зонда 1.The device comprises a
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Перед эксплуатацией устройство должно быть установлено стационарно, соблюдая следующие требования:Before use, the device must be installed permanently, observing the following requirements:
Устройство располагается в скважине глубиной, равной длине зонда. Верхний конец зонда 1 совпадает с нулевым уровнем почвы или грунта. Рядом со скважиной расположена траншея глубиной не менее 200 мм (на штык лопаты) и длиной не менее 1 м. Начало траншеи совпадает с верхним концом скважины. Конец траншеи ведет в сторону расположения логгера (не показан). Кабель 4 расположен на дне траншеи.The device is located in the well with a depth equal to the length of the probe. The upper end of the
Температурные сенсоры 2, установленные на зонде 1, одновременно измеряют температуру среды на 7 уровнях: +5 см, 0, -5 см, -10 см, -20 см, -50 см, -1 м относительно поверхности почвы (согласно рекомендациям Всемирной Метеорологической Организации). Контроллер-логгер считывает данные сенсоров 2 по протоколу 1-WIRE через кабель 4, проходящему через кабельный ввод 3, и фиксирует их во внутренней памяти.
Источники информацииInformation sources
1. RU 97524 U1 G01К 3/001. RU 97524
2. RU 128323 U1 G01К 3/002. RU 128323 U1
3. П.Я. Константинов, А.Н. Федоров, Т. Мачимура, Г. Ивахана, X. Ябуки, Й. Йижима, Ф. Костар. «Использование автоматических регистрирующих устройств (логгеров) для температурного мониторинга многолетнемерзлых грунтов», Криосфера Земли, 2011, т. XV, №1, с. 23-32.3. P.Ya. Konstantinov, A.N. Fedorov, T. Machimura, G. Ivahan, X. Yabuki, J. Yijima, F. Kostar. “The use of automatic recording devices (loggers) for temperature monitoring of permafrost soils”, Earth Cryosphere, 2011, vol. XV, No. 1, p. 23-32.
4. Зонд для измерения профиля температуры почвы TP32MTT_03_D http://www.directindustry.com.ru/prod/delta-ohm/product-25140-1572320.html4. Probe for measuring the soil temperature profile TP32MTT_03_D http://www.directindustry.com.ru/prod/delta-ohm/product-25140-1572320.html
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017128070A RU2658552C1 (en) | 2017-06-06 | 2017-06-06 | Device for measuring the vertical profile of environment temperature |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017128070A RU2658552C1 (en) | 2017-06-06 | 2017-06-06 | Device for measuring the vertical profile of environment temperature |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2658552C1 true RU2658552C1 (en) | 2018-06-21 |
Family
ID=62713440
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017128070A RU2658552C1 (en) | 2017-06-06 | 2017-06-06 | Device for measuring the vertical profile of environment temperature |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2658552C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2774176C1 (en) * | 2021-07-13 | 2022-06-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Томск" (ООО "Газпром трансгаз Томск") | Aufeis ice monitoring device with radio logger |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU70995U1 (en) * | 2007-10-30 | 2008-02-20 | Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | PROBE FOR MEASURING TEMPERATURE PROFILE |
RU97524U1 (en) * | 2010-04-05 | 2010-09-10 | Государственное учреждение "Арктический и Антарктический научно-исследовательский Институт" (ГУ "ААНИИ") | THERMOSOUND FOR MEASURING THE ENVIRONMENT TEMPERATURE PROFILE |
RU2448335C2 (en) * | 2010-05-19 | 2012-04-20 | ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "Научно-производственное предприятие "Эталон" | Thermistor chain |
RU128323U1 (en) * | 2012-12-11 | 2013-05-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт" (ФГБУ "ААНИИ") | THERMOSOUND FOR MEASURING THE ENVIRONMENT TEMPERATURE PROFILE |
US20140245588A1 (en) * | 2006-08-30 | 2014-09-04 | Weatherford/Lamb, Inc. | Array temperature sensing method and system |
-
2017
- 2017-06-06 RU RU2017128070A patent/RU2658552C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140245588A1 (en) * | 2006-08-30 | 2014-09-04 | Weatherford/Lamb, Inc. | Array temperature sensing method and system |
RU70995U1 (en) * | 2007-10-30 | 2008-02-20 | Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | PROBE FOR MEASURING TEMPERATURE PROFILE |
RU97524U1 (en) * | 2010-04-05 | 2010-09-10 | Государственное учреждение "Арктический и Антарктический научно-исследовательский Институт" (ГУ "ААНИИ") | THERMOSOUND FOR MEASURING THE ENVIRONMENT TEMPERATURE PROFILE |
RU2448335C2 (en) * | 2010-05-19 | 2012-04-20 | ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "Научно-производственное предприятие "Эталон" | Thermistor chain |
RU128323U1 (en) * | 2012-12-11 | 2013-05-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт" (ФГБУ "ААНИИ") | THERMOSOUND FOR MEASURING THE ENVIRONMENT TEMPERATURE PROFILE |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2774176C1 (en) * | 2021-07-13 | 2022-06-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Томск" (ООО "Газпром трансгаз Томск") | Aufeis ice monitoring device with radio logger |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
He et al. | Distributed temperature sensing for soil physical measurements and its similarity to heat pulse method | |
Tyler et al. | Environmental temperature sensing using Raman spectra DTS fiber‐optic methods | |
Suárez et al. | Assessment of a vertical high-resolution distributed-temperature-sensing system in a shallow thermohaline environment | |
RU2654356C1 (en) | Two-final distributed temperature sensor with a set of temperature sensors | |
CN107727271B (en) | Diaphram wall leak detection apparatus based on distributed optical fiber temperature measurement | |
Vogt et al. | Investigating riparian groundwater flow close to a losing river using diurnal temperature oscillations at high vertical resolution | |
Hausner et al. | Identifying and correcting step losses in single-ended fiber-optic distributed temperature sensing data | |
WO2014056541A1 (en) | Method for monitoring soil erosion around buried devices, instrumented device and system implementing the method | |
CN104568226A (en) | Ocean floor heat flow long-time observing probe and using method thereof | |
CN103234884A (en) | Testing apparatus and method for vertical osmotic coefficient of streambed shallow-layer sediment | |
BR112019024776B1 (en) | METHOD TO SYNCHRONIZE SIGNALS, AND, SYSTEM TO MEASURE TRAINING PARAMETERS. | |
RU2658552C1 (en) | Device for measuring the vertical profile of environment temperature | |
CN101936932B (en) | Measuring probe of soil thermal resistivity based on point heat source method | |
BRPI0600797B1 (en) | WAVES AND TIDES MONITORING AND RECORD SYSTEM | |
Pognant et al. | Using EM equipment to verify the presence of seepage losses in irrigation canals | |
Chung et al. | New TDR waveguides and data reduction method for monitoring of stream and drainage stage | |
RU2542598C1 (en) | Snow cover height sensor | |
CN103924547A (en) | Dam model used for experimental study on relation between dam seepage field and temperature field | |
WO2013044296A1 (en) | A heat flow exploration probe | |
CN203821295U (en) | Dam body model applied to experimental study of relationship between dam seepage field and temperature field | |
RU97524U1 (en) | THERMOSOUND FOR MEASURING THE ENVIRONMENT TEMPERATURE PROFILE | |
RU2549564C1 (en) | Method to determine transport heat losses in underground heat supply network in operation mode | |
RU128323U1 (en) | THERMOSOUND FOR MEASURING THE ENVIRONMENT TEMPERATURE PROFILE | |
RU224461U1 (en) | SOIL TEMPERATURE MEASURING TOOL | |
Richardson et al. | Time domain reflectometry in closed container studies |