RU2710520C1 - Система измерения температуры технологической текучей среды с помощью повышенного проникновения в зону процесса - Google Patents

Система измерения температуры технологической текучей среды с помощью повышенного проникновения в зону процесса Download PDF

Info

Publication number
RU2710520C1
RU2710520C1 RU2019102184A RU2019102184A RU2710520C1 RU 2710520 C1 RU2710520 C1 RU 2710520C1 RU 2019102184 A RU2019102184 A RU 2019102184A RU 2019102184 A RU2019102184 A RU 2019102184A RU 2710520 C1 RU2710520 C1 RU 2710520C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
process fluid
measuring
measuring channel
channel
Prior art date
Application number
RU2019102184A
Other languages
English (en)
Inventor
Стивен ТРИМБЛ
Джейсон РУД
Original Assignee
Роузмаунт 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 Роузмаунт Инк. filed Critical Роузмаунт Инк.
Application granted granted Critical
Publication of RU2710520C1 publication Critical patent/RU2710520C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/18—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating thermal conductivity
    • 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
    • G01K1/02—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
    • G01K1/024—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers for remote indication
    • 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
    • G01K1/08—Protective devices, e.g. casings
    • 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
    • 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
    • G01K17/00—Measuring quantity of heat
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K17/00—Measuring quantity of heat
    • G01K17/06—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры технологической текучей среды. Предложена система (300) измерения температуры технологической текучей среды, которая включает в себя измерительный (200) канал, сконфигурированный для связи с трубопроводом для технологической текучей среды и простирающийся сквозь стенку (102) трубопровода для технологической текучей среды. Комплект (110) датчика температуры расположен в измерительном (200) канале и включает в себя первый (304) температурочувствительный элемент и второй (306) температурочувствительный элемент. Первый (304) температурочувствительный элемент расположен в измерительном (200) канале рядом с дальним (305) концом измерительного канала (200). Второй (306) температурочувствительный элемент расположен на расстоянии от первого (304) температурочувствительного элемента вдоль разделителя (308), обладающего известной теплопроводностью. Цепь (311) передатчика связана с первым (304) и вторым (306) температурочувствительными элементами и сконфигурирована для выполнения расчета плотности теплового потока для обеспечения выходного сигнала температуры технологической текучей среды. Технический результат – повышение точности получаемых данных. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0001] В обрабатывающей промышленности используют датчики технологических параметров для мониторинга технологических переменных, связанных с такими веществами, как твердые частицы, взвеси, жидкости, пары и газы на установках по обработке химикатов, целлюлозы, нефти, фармацевтических препаратов, пищи и других жидких технологических сред. Технологические переменные включают в себя давление, температуру, скорость потока, уровень, мутность, плотность, концентрацию, химический состав и другие свойства.
[0002] Датчик температуры технологической текучей среды обеспечивает выходной сигнал, относящийся к температуре технологической текучей среды. Выходной сигнал датчика температуры можно передавать по цепи управления процессом на пульт управления, или выходной сигнал можно передавать на другое технологическое устройство, вследствие чего можно осуществлять мониторинг и управление процессом.
[0003] Как правило, датчики температуры технологической текучей среды были связаны, или в них были использованы измерительные каналы, которые термически связывают датчик температуры с технологической текучей средой, но кроме того, защищают и изолируют датчик температуры от непосредственного контакта с технологической текучей средой. Измерительный канал размещают в технологической текучей среде, для обеспечения достаточного термического контакта между технологической текучей средой и расположенным в ней датчиком температуры.
[0004] Измерительные каналы обычно конструируют, с использованием относительно прочных металлических конструкций, вследствие чего измерительный канал может выдерживать множество проблем, вызванных технологической текучей средой. Такие проблемы могут выключать в себя физические проблемы, такие как протекание технологической текучей среды за пределы измерительного канала при достаточно высокой скорости; термические проблемы, такие как крайне высокие температуры; проблемы, связанные с давлением, такие как перевозка или хранение технологической текучей среды при высокой температуры; и химические проблемы, такие как проблемы, вызванные щелочными технологическими жидкими средами.
[0005] Существует множество факторов, которые усложняют работу с измерительными каналами в системах измерения технологической текучей среды. Одна проблема состоит в том, что измерительные каналы являются интрузивными и инвазивными для системы технологической текучей среды. По этой причине, измерительный канал должен простираться сквозь стенку канала для технологической среды, такого как труба, для связывания датчика температуры с технологической текучей средой. Дополнительно, для измерительных датчиков обычно требуется регулярная оценка по многим соответствующим факторам. Кроме того, измерительные каналы, как правило, повышают время отклика для измерения температуры.
[0006] Измерительные каналы используют во многих средах по различным причинам. Измерительные каналы обеспечивают надежный и эффективный проход для обеспечения термической связи размещаемого датчика температуры с технологической текучей среды. Дополнительно, измерительные каналы обеспечивают защиту для капсулы датчика от веществ, текущих по каналу для технологической среды, которые могут легко изгибать, разрушать или разъедать капсулу датчика температуры. Более того, измерительные каналы обеспечивают легкое извлечение капсулы датчика температуры для калибровки и замены, не требуя отключения процесса.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0007] Система измерения температуры технологической текучей среды включает себя измерительный канал, сконфигурированный для связи с каналом для технологической среды, и простирающийся сквозь стенку трубопровода для технологической текучей среды. Комплект датчика температуры расположен в измерительном канале и включает в себя первый термочувствительный элемент и второй термочувствительный элемент. Первый термочувствительный элемент расположен в измерительном канале рядом с удаленным концом измерительного канала. Второй термочувствительный элемент расположен на расстоянии от первого термочувствительного элемента вдоль разделителя, обладающего известной теплопроводностью. Электронная цепь датчика связана с первым и вторым термочувствительным элементом и сконфигурирована для выполнения расчета плотности теплового потока для обеспечения выходной температуры технологической текучей среды.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0008] ФИГ. 1 представляет собой схематическое изображение системы измерения температуры технологической текучей среды, связанной с измерительным каналом, в соответствии с уровнем техники.
[0009] ФИГ. 2 представляет собой схематическое изображение системы измерения температуры технологической текучей среды в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения.
[0010] ФИГ. 3 представляет собой схематическое изображение теплопереноса, смоделированного с использованием резистивных элементов.
[0011] ФИГ. 4 представляет собой схематическое изображение системы измерения температуры технологической текучей среды в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения.
[0012] ФИГ. 5 представляет собой схематическое изображение системы измерения температуры технологической текучей среды в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения.
[0013] ФИГ. 6 представляет собой схематическое изображение системы измерения температуры технологической текучей среды в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0014] Одно конструктивное решение для использования измерительных каналов в системах измерения технологической текучей среды состоит в том, что измерительные каналы, как правило, вводят в технологическую жидкую среду с такой длиной, чтобы она составляла приблизительно одну треть от диаметра трубы, для достижения максимальной точности. Основной причиной для такого конструктивного решения является снижение или минимизация влияния на элемент датчика температуры со стороны температуры трубопровода для технологической текучей среды. Дополнительно, для достижения желаемой глубины посадки для труб с крупными диаметрами, необходимы более длинные измерительные каналы. Однако, на прочность измерительного канала все большее влияние оказывают такие факторы, как вихревой поток, столкновения материалов и гидравлические удары. Учитывая это и другие конструкционные соображения, для пользователей обычно требуются длины измерительных каналов, указанные с точностью до миллиметра, что, таким образом, требует от изготовителей измерительных каналов поддерживать значительную часть инвентаря с различными возможными длинами измерительных каналов. Измерительные каналы обычно изготавливают прочными, с использованием значительного количества материала. Притом, что такие прочные конструкции повышают долговечность измерительного канала, они могут замедлить реакцию измерительного канала на изменение рабочей температуры. В некоторых применениях, быстро изменяющаяся температура связана со сбоем в процессе, таким как выход реакции из-под контроля. В таком случае, очень важно, как можно скорее, понять, что это возникло, - чтобы к процессу можно было добавить материалы, которые замедляют реакцию. Следовательно, по меньшей мере, некоторые варианты воплощения, описанные в настоящей работе, могут снизить время отклика.
[0015] ФИГ. 1 представляет собой схематическое изображение системы измерения температуры технологической текучей среды, связанной с измерительным каналом, в соответствии с уровнем техники. Как проиллюстрировано на ФИГ. 1, технологическая жидкая среда 100 течет по трубопроводу 102 для технологической текучей среды. Измерительный канал 104 закреплен в отверстии 106 или установлен путем внедрения сквозь стенку трубопровода 102. Как правило, измерительный канал 104 должен иметь часть с внешней резьбой, которая сцепляется с внутренней резьбой отверстия 106, с образованием прочного соединения. Однако, в некоторых воплощениях измерительный канал может быть приварен к стенке трубы или связан с ней, с использованием других устройств, таких как пара ответных фланцев и уплотнение. Тем не менее, измерительный канал 104, как правило, создают из прочного материала, такого как нержавеющая сталь, и он имеет внутреннюю камеру 108, которая подогнана по размерам таким образом, чтобы позволить комплекту 110 датчика температуры простираться вовнутрь нее. Комплект 110 датчика температуры включает в себя датчик температуры, который расположен в измерительном канале 104, для измерения температуры технологической текучей среды 100.
[0016] ФИГ. 2 представляет собой схематическое изображение системы измерения температуры технологической текучей среды в соответствии с другим вариантом воплощения настоящего изобретения. Система 300 измерения температуры технологической текучей среды включает в себя измерительный канал 200, связанный со стенкой трубопровода 102. Измерительный канал 200 - относительно короткий (по сравнению с измерительным каналом 104, показанный на ФИГ. 1) и механически связан непосредственно со стенкой трубы 102. Как показано на ФИГ. 2, система 300 включает в себя комплект 302 датчика температуры, который включает в себя множество температурочувствительных элементов 304, 306. Температурочувствительные элементы 304, 306 могут быть образованы из любых подходящих температурочувствительных устройств. Температурочувствительные элементы могут представлять собой любое подходящее устройство или прибор, который обладает электрической характеристикой, которая меняется с температурой. Подходящие примеры включают в себя резисторные термометры (RTD), термисторы, термопары или другие подходящие устройства. Температурочувствительные элементы 304, 306 комплекта 302 датчика, как правило, связаны с цепью передатчика 311 в корпусе 310 передатчика. Цепь передатчика (описана ниже), как правило, сконфигурирована для измерения или иного выявления электрического свойства температурочувствительных элементов 304 306 и генерирования выходного сигнала температуры технологической текучей среды, относящегося к измеренным температурам.
[0017] Выходной сигнал, выходящий из системы измерения температуры технологической текучей среды, может быть направлен по контур связи процессом, такому как контур на 4-20 миллиампер, или его можно обеспечивать в цифровом виде, например, в соответствии с магистральным адресуемым дистанционным датчиком (Highway Addressable Report Transducer, HART®). Другие примеры протоколов связи процесса включают в себя протокол связи Profibus-PA и сетевой протокол FOUNDATIONTM. Кроме того, в дополнение или вместо протокола проводной связи процесса можно использовать подходящие беспроводные технологии. Одним примером подходящего протокола беспроводной связи процесса является протокол в соответствии со стандартом WirelessHART (IEC 62591).
[0018] Как показано на ФИГ. 2, температурочувствительный элемент 304 расположен рядом с дальним 305 концом измерительного канала 200, а температурочувствительный элемент 306 расположен на расстоянии от температурочувствительного элемента 304 вдоль комплекта 302 датчика, через элемент 308, обладающий известной или относительно постоянной теплопроводностью. При помещении более одного температурочувствительного элемента в комплект 302 датчика в различных местоположениях, разделенных разделителем 308, электронные устройства 311 в корпусе 310 передатчика могут использовать измерение плотности теплового потока для оценки температуры технологической текучей среды 100. Как показано на ФИГ. 2, температурочувствительные элементы 304 и 306 разделены в температурной капсуле 302 разделителем 308 и расположены в местоположениях, на которые, в значительной степени влияет, как температура стенки трубы, так и температура технологической текучей среды. В соответствии с целями настоящей работы, «разделитель» представляет собой любую физическую структуру или средство, которое управляет или задает расстояние и теплопроводность между двумя элементами. Следовательно, разделитель может быть образован из твердого тела, порошка, такой как порошок оксида марганца, или даже из воздушного зазора. Любое изменение на элементе 306 датчика температуры также будет влиять на температуру на температурочувствительном элементе 304, и наоборот. С учетом этой корреляции, расчет плотности теплового потока можно упростить до того, что показано на ФИГ. 3. Тогда как на ФИГ. 2 показан измерительный канал 200, простирающийся в трубопровод 102 для технологической текучей среды, следует отметить, что измерение плотности теплового потока может быть эффективно выполнено для вариантов воплощения, где измерительный канал не выступает в технологический аппарат или вообще в трубопровод.
[0019] ФИГ. 3 представляет собой схематическое изображение теплопереноса, смоделированного с использованием резистивных элементов. В частности, тепло технологической текучей среды 100, показанной в узловой точке 350, течет в узловую точку S2 на температурочувствительном элементе 304 через тепловое полное сопротивление измерительного канала, как схематически указано на Rtwell 352. Затем, тепло течет вдоль разделительного элемента 308 в узловую точку S1, где температура измеряется температурочувствительным элементом 306. Тепловое полное сопротивление через разделитель 308 смоделировано схематически как Rsnsr 354. Наконец, тепло в узловой точке S1 может течь в или из стенки трубы 102, указанной в узловой точке 356. Тепловое полное сопротивление от узловой точки S1 до узловой точки 356 стенки трубы схематически проиллюстрировано как Radapter 358. С учетом этих величин, температура технологической текучей среды равна температуре, измеренной на температурочувствительно элементе 304 плюс разность между температурой, измеренной на элементе 304 и 306, умноженной на Rtwell/Rsnsr.
[0020] ФИГ. 4 представляет собой схематическое изображение системы измерения температуры технологической текучей среды, показанной на ФИГ. 2 и 3. В частности, комплект 302 датчика включает в себя температурочувствительные элементы 304, 306, которые разделены разделителем 308. Каждый из температурочувствительных элементов 304, 306 связан в рабочем состоянии с измерительной схемой 320 в корпусе 310 передатчика. Измерительная схема 320, как правило, включает в себя любое подходящее расположение электрических цепей, которые способны сцепляться с каждым из температурочувствительных элементов 304 и 306, для измерения его температурочувствительного электрического свойства. Измерительная схема 320 может включать в себя один или более аналогово-цифровых преобразователей, а также подходящую схему переключения, такую как мультиплексер. Дополнительно, измерительная схема 320 также может включать в себя любую подходящую цепь линеаризации и/или усиления. Измерительная схема 320, как правило, обеспечивает цифровую индикацию электрических свойств температурочувствительных элементов 304, 306 для контроллера 322. В одном варианте воплощения, контроллер 322 может представлять собой микропроцессор или микроконтроллер, или любую другую подходящую схему, которая способна принимать цифровые сигналы от измерительной схемы 320 и выполнять расчет плотности теплового потока, описанный применительно к ФИГ. 3. Дополнительно, как показано на ФИГ. 4, контроллер 322 связан с модулем 324 связи.
[0021] Модуль 324 связи позволяет системе измерения температуры передавать выходной сигнал температуры технологической текучей среды по контуру связи процесса. Как было изложено выше, подходящие примеры протоколов контур связи процесса включают в себя протокол на 4-20 миллиампер, HART®, сетевой протокол FOUNDATIONTM и WirelessHART (IEC 62591). Система 300 измерения температуры технологической текучей среды также включает в себя модуль 326 источника электропитания, который подает электропитание всем компонентам системы, как указано на стрелке 328. В вариантах воплощения, где система измерения температуры технологической текучей среды связана с проводным контуром связи процесса, таким как контур HART® или сегмент связи процесса с сетевым протоколом FOUNDATIONTM, модуль 326 электропитания может включать в себя подходящую схему для согласования с электропитанием, принимаемым с контура, для управления различными компонентами системы 300. Следовательно, в таких вариантах воплощения проводного контура связи модуль 326 источника электропитания может обеспечить подходящее согласование электропитания, для энергоснабжения всего устройства, на которое электропитание подается с контура, с которым оно связано. В других вариантах воплощения, при использовании беспроводной связи процесса, модуль 326 источника электропитания может включать в себя такой источник электропитания, как батарея и подходящая согласующая цепь.
[0022] ФИГ. 5 представляет собой схематическое изображение системы 390 измерения температуры технологической текучей среды в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Как показано на ФИГ. 5, измерительный канал 400 закреплен и простирается сквозь стенку трубы 102 в технологическую жидкую среду 100. По сравнению с расположением, показанным на ФИГ. 1, измерительный канал 400 не простирается в трубопровод для технологической текучей среды почти так же далеко, как измерительный канал 104. Часть этой разницы приходится на теплоизоляцию, которая обеспечена сальником 402. Сальник 402 сконфигурирован таким образом, чтобы он сцеплялся с внутренней поверхностью отверстия 106. Например, сальник 402 может включать в себя внешнюю резьбу, которая сцепляется с внутренней резьбой отверстия 106. Сальник 402 тогда включает в себя подходящую внутреннюю структуру, сцепляющуюся с измерительным каналом 400, для надежного и герметичного прикрепления измерительного канала 400 к стенке трубы 102. Однако, сальник 402 сконструирован из материала, который снижает теплопроводность по сравнению с материалом, из которого сконструирован измерительный канал 400. Использование сальника 402 вокруг измерительного канала 400 позволяет температуре из зоны процесса распространяться на датчик температуры, со сниженным влиянием трубопровода 102. Путем использования терморезистивного материала между стволом измерительного канала 400 и технологическим трубопроводом 102, можно снизить длину измерительного канала, при поддержании требуемой точности измерения. Терморезистивный материал может представлять собой любой подходящий органический или неорганический материал, способный выдерживать сопутствующие давления технологической текучей среды, а также придавать технологической текучей среде подходящую химическую стойкость. Примеры подходящих материалов включают в себя керамику, а также органические материалы, такие как политетрафторэтилен (ПТФЭ). За счет обеспечения сальника 402 вокруг измерительного канала 400, измерительный канал 400 будет реагировать быстрее при сниженной массе, что также будет значительно снижать потребность в заботах о расчетах частоты. Кроме того, считается, что для такого «короткого» измерительного канала требуются меньшие размеры, по сравнению с существующими размерами серийно выпускаемых каналов, которые, как правило, указаны с точностью до миллиметра. Дополнительно, термоизолирующий материал, такой как уплотнительная прокладка, также может быть расположен между крепежным фланцем измерительного канала и зазором трубы.
[0023] ФИГ. 6 представляет собой схематическое изображение системы измерения температуры технологической текучей среды в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Система измерения температуры технологической текучей среды 500 имеет много общего с системой 390 (описана применительно к ФИГ. 5), и подобные компоненты пронумерованы одинаково. Основная разница между системой 500 и системой 390 состоит в том, что система 500 имеет комплект датчика, который имеет одиночный температурочувствительный элемент 304. Таким образом, прямо предполагается, что за счет использования теплоизолирующего сальника, такого как сальник 402, поток значительного количества тепла к/из трубопровода для технологической текучей среды может быть предотвращен за счет того, что может быть использован короткий (применительно к измерительному каналу 104) измерительный канал.
[0024] Тогда как вариант воплощения измерения плотности теплового потока, описанного применительно к ФИГ. 2-4, описан применительно к паре температурочувствительных элементов, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что в целях резервирования и/или добавления точности, в комплекте 302 датчика могут быть использованы дополнительные датчики температуры. Дополнительно, тогда как сальник 402 описан как термоизолирующий сальник, это описание приведено лишь в сравнении с материалом измерительного канала 400. Таким образом, до тех пор, пока теплопроводность сальника 402 ниже, чем теплопроводность измерительного канала 400, сальник 402 можно рассматривать в качестве термоизолирующего. Кроме того, четко предполагается, что сам по себе измерительный канал может быть сконструирован с использованием другого сплава со стороны технологического трубопровода, который обладает более высоким тепловым полным сопротивлением. Таким образом, горячий конец ствола измерительного канала может обладать высокой теплопроводностью, для распространения тепла от технологической текучей среды до элемента датчика. Более того, фланец измерительного канала может быть сконструирован, с использованием относительно низкой теплопроводности, которая связана со стволом измерительного канала, обладающего более высокой теплопроводностью, для достижения теплоизоляции, описанной в настоящей работе.

Claims (27)

1. Система измерения температуры технологической текучей среды, содержащая:
- измерительный канал, сконфигурированный для связи с трубопроводом для технологической текучей среды и простирающийся сквозь стенку трубопровода для технологической текучей среды;
- комплект датчика температуры, расположенный в измерительном канале, причем температурочувствительный комплект включает в себя:
- первый температурочувствительный элемент, расположенный в измерительном канале рядом с дальним концом измерительного канала;
- второй температурочувствительный элемент, расположенный на расстоянии от первого температурочувствительного элемента вдоль разделителя, обладающего известной теплопроводностью; и
- цепь передатчика, связанную с первым и вторым температурочувствительными элементами и сконфигурированную для выполнения расчета плотности теплового потока для обеспечения выходного сигнала температуры технологической текучей среды.
2. Система измерения температуры технологической текучей среды по п. 1, в которой расчет плотности теплового потока осуществляют исходя из теплопроводности дальнего конца измерительного канала и теплопроводности разделителя между первым и вторым температурочувствительными элементами.
3. Система измерения температуры технологической текучей среды по п. 2, в которой расчет плотности теплового потока осуществляют исходя из отношения теплопроводности дальнего конца измерительного канала к теплопроводности разделителя.
4. Система измерения температуры технологической текучей среды по п. 3, в которой расчет плотности теплового потока осуществляют исходя из температуры, измеренной первым температурочувствительным элементом, добавленной к величине, которая представляет собой разность в измерениях между первым и вторым температурочувствительными элементами умноженную на отношение.
5. Система измерения температуры технологической текучей среды по п. 4, в которой цепь передатчика включает в себя микропроцессор, сконфигурированный для выполнения измерения плотности теплового потока.
6. Система измерения температуры технологической текучей среды по п. 5, в которой цепь передатчика включает в себя схему связи, сконфигурированную для передачи выходного сигнала температуры технологической текучей среды на удаленное устройство.
7. Система измерения температуры технологической текучей среды по п. 1, в которой второй температурочувствительный элемент расположен в измерительном канале.
8. Система измерения температуры технологической текучей среды по п. 1, и дополнительно содержащая теплоизолирующий сальник, сконфигурированный для связывания измерительного канала со стенкой трубопровода.
9. Система измерения температуры технологической текучей среды по п. 8, в которой теплоизолирующий сальник имеет внутреннюю резьбу, сконфигурированную для сцепления с измерительным каналом, и внешнюю резьбу, сконфигурированную для сцепления со стенкой трубопровода, и в которой теплоизолирующий сальник обладает теплопроводностью, которая меньше теплопроводности измерительного канала.
10. Система измерения температуры технологической текучей среды по п. 8, и дополнительно содержащая термоизолирующий материал, расположенный между крепежным фланцем измерительного канала и зазором трубы.
11. Способ выявления температуры технологической текучей среды в трубопроводе, причем способ содержит:
- соединение с измерительным каналом сквозь стенку трубопровода;
- измерение первой температуры с использованием первого температурочувствительного элемента в определенном местоположении в измерительном канале;
- измерение второй температуры с использованием второго температурочувствительного элемента в определенном местоположении в измерительном канале, которое отделено от первого температурочувствительного элемента разделителем, обладающим известной теплопроводностью; и
выполнение расчета плотности теплового потока с использованием первой и второй измеренной температуры, для обеспечения выходного сигнала температуры технологической текучей среды.
12. Способ по п. 11, в котором измерение первой температуры и второй температуры выполняют с использованием измерительной схемы передатчика температуры технологической текучей среды.
13. Способ по п. 11, в котором выполнение расчета плотности теплового потока выполняют с помощью микропроцессора передатчика температуры технологической текучей среды.
14. Способ по п. 11, в котором выходной сигнал температуры технологической текучей среды подают в соответствии с протоколом связи процесса с использованием схемы связи передатчика температуры технологической текучей среды.
15. Способ по п. 14, в котором выходной сигнал температуры технологической текучей среды подают по проводному каналу связи процесса.
16. Способ по п. 14, в котором выходной сигнал температуры технологической текучей среды подают с помощью беспроводной связи.
17. Способ по п. 11, в котором первый температурочувствительный элемент измеряет первую температуру относительно дальнего конца измерительного канала.
18. Способ по п. 11, в котором соединение с измерительным каналом через стенку трубопровода включает в себя соединение теплоизолирующего сальника со стенкой трубопровода и соединение измерительного канала с теплоизолирующим сальником.
RU2019102184A 2016-06-29 2017-06-13 Система измерения температуры технологической текучей среды с помощью повышенного проникновения в зону процесса RU2710520C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/196,569 2016-06-29
US15/196,569 US11067520B2 (en) 2016-06-29 2016-06-29 Process fluid temperature measurement system with improved process intrusion
PCT/US2017/037222 WO2018005082A1 (en) 2016-06-29 2017-06-13 Process fluid temperature measurement system with improved process intrusion

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2710520C1 true RU2710520C1 (ru) 2019-12-26

Family

ID=60313735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019102184A RU2710520C1 (ru) 2016-06-29 2017-06-13 Система измерения температуры технологической текучей среды с помощью повышенного проникновения в зону процесса

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11067520B2 (ru)
EP (1) EP3479090A4 (ru)
JP (1) JP7005531B2 (ru)
CN (2) CN107543625B (ru)
CA (1) CA3029201A1 (ru)
RU (1) RU2710520C1 (ru)
WO (1) WO2018005082A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2818106C1 (ru) * 2023-12-08 2024-04-24 Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" Способ измерения температуры потока жидкости или газа в трубопроводе и воздушного потока, окружающего трубопровод, и устройство для его осуществления

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11067520B2 (en) * 2016-06-29 2021-07-20 Rosemount Inc. Process fluid temperature measurement system with improved process intrusion
US11181427B2 (en) 2018-01-18 2021-11-23 In-Situ, Inc. Fast response temperature sensors
US10976204B2 (en) * 2018-03-07 2021-04-13 Rosemount Inc. Heat flux sensor with improved heat transfer
US11073429B2 (en) * 2018-09-24 2021-07-27 Rosemount Inc. Non-invasive process fluid temperature indication for high temperature applications
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
US20200103293A1 (en) 2018-09-28 2020-04-02 Rosemount Inc. Non-invasive process fluid temperature indication
US11002582B2 (en) * 2018-09-28 2021-05-11 Rosemount Inc. Process transmitter with thermal fluid detection for decreasing damage to the process transmitter components
CH715585B1 (de) 2018-11-23 2021-12-30 Belimo Holding Ag Regelventil.
CN109443444B (zh) * 2018-12-17 2020-03-31 西安交通大学 利用流型和温度测量装置预测管路内凝结水击的方法
JP2022532435A (ja) 2019-07-01 2022-07-14 サーマセンス コーポレーション 非侵襲的熱インタロゲーションのための装置、システム、及び方法
US11022321B1 (en) 2019-12-16 2021-06-01 June Life, Inc. Cooking appliance accessory and method of use
JP6716799B1 (ja) * 2020-02-07 2020-07-01 三菱日立パワーシステムズ株式会社 温度計保護筒、温度計測器具及び蒸気配管構造物並びに温度計保護筒の設置方法
WO2021207976A1 (en) 2020-04-15 2021-10-21 Rosemount Inc. Vibration resistant temperature sensing assembly
USD978600S1 (en) 2021-06-11 2023-02-21 June Life, Inc. Cooking vessel
USD1007224S1 (en) 2021-06-11 2023-12-12 June Life, Inc. Cooking vessel
CN113820044B (zh) * 2021-11-25 2022-03-01 东营昱辰技术有限公司 一种防止水锤冲击的温度变送器
CN114136477B (zh) * 2021-11-29 2023-02-24 盐城市苏瑞思电子有限责任公司 一种基于铂热电阻的温度传感装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4101549A1 (de) * 1991-01-21 1992-07-23 Klaus Fischer Mess Und Regelte Vorrichtung zum messen von temperaturen in rohrleitungen
US20050038172A1 (en) * 1999-08-06 2005-02-17 Nimberger Spencer M. Temperature sensing device for metering fluids
RU2281466C1 (ru) * 2004-12-06 2006-08-10 Закрытое акционерное общество Промышленная группа "Метран" Датчик температуры
RU2373502C1 (ru) * 2008-08-05 2009-11-20 Закрытое Акционерное общество "ТЭРИФ-Н" Устройство для измерения температуры теплоносителя
CN201852643U (zh) * 2010-11-16 2011-06-01 李世强 温度计盲肠
RU2450250C1 (ru) * 2011-04-04 2012-05-10 Яков Серафимович Кожевников Устройство для измерения температуры теплоносителя и беспроводной измеритель температуры

Family Cites Families (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3724267A (en) 1970-08-28 1973-04-03 Foster Wheeler Corp Heat flux sensing device
DE2500034C3 (de) 1975-01-02 1980-10-02 Bruno 8031 Puchheim Gruber Transformator mit einem einteiligen, hochspannungsfesten Isolierkörper und Verfahren zu seiner Herstellung
FR2382000A1 (fr) 1977-02-25 1978-09-22 Auxitrol Rampe thermocouples pour la mesure de la moyenne de plusieurs temperatures
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
US4467134A (en) * 1983-06-30 1984-08-21 General Electric Company Thermocouple with out-of-line aspiration holes
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
DE19939757A1 (de) 1999-08-21 2001-02-22 Temperaturmestechnik Geraberg Verfahren und Temperaturfühler zur Medientemperaturerfassung
US6485174B1 (en) 2000-10-27 2002-11-26 The Babcock & Wilcox Company Attachable heat flux measuring device
CN2513092Y (zh) * 2001-11-23 2002-09-25 魏东 高压流体精确测温装置
US6944394B2 (en) * 2002-01-22 2005-09-13 Watlow Electric Manufacturing Company Rapid response electric heat exchanger
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
JP4041018B2 (ja) * 2003-06-25 2008-01-30 Ｔｄｋ株式会社 温度センサ
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
DE102007002369B3 (de) 2007-01-17 2008-05-15 Drägerwerk AG & Co. KGaA Doppeltemperatursensor
EP2894465B1 (en) 2007-04-04 2019-01-16 Espec Corp. Dew-point instrument
JP5085398B2 (ja) * 2007-04-16 2012-11-28 株式会社デンソー 温度センサ
CN101583858B (zh) 2007-06-19 2011-11-09 株式会社村田制作所 带引线的温度传感器
US8280674B2 (en) 2008-01-24 2012-10-02 Raytheon Company Apparatus for measuring surface temperature using embedded components
CN201221986Y (zh) * 2008-06-02 2009-04-15 昆明理工大学 一种测量管内高压流体温度的装置
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
DE102010030076A1 (de) * 2010-06-15 2011-12-15 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Erfassung einer Temperatur eines strömenden fluiden Mediums
US8308349B1 (en) 2010-11-08 2012-11-13 Murray F Feller Asymmetric heat flux sensor with in-situ drift compensation
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
US9188490B2 (en) * 2013-03-12 2015-11-17 Rosemount Inc. Thermowell insert
JP5677519B2 (ja) * 2013-07-01 2015-02-25 株式会社村田製作所 温度検出装置
US8851744B1 (en) * 2013-10-02 2014-10-07 Onicon, Inc. Calibration apparatus and method for heat transfer measurement
US9360377B2 (en) 2013-12-26 2016-06-07 Rosemount Inc. Non-intrusive temperature measurement assembly
US11067520B2 (en) * 2016-06-29 2021-07-20 Rosemount Inc. Process fluid temperature measurement system with improved process intrusion

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4101549A1 (de) * 1991-01-21 1992-07-23 Klaus Fischer Mess Und Regelte Vorrichtung zum messen von temperaturen in rohrleitungen
US20050038172A1 (en) * 1999-08-06 2005-02-17 Nimberger Spencer M. Temperature sensing device for metering fluids
RU2281466C1 (ru) * 2004-12-06 2006-08-10 Закрытое акционерное общество Промышленная группа "Метран" Датчик температуры
RU2373502C1 (ru) * 2008-08-05 2009-11-20 Закрытое Акционерное общество "ТЭРИФ-Н" Устройство для измерения температуры теплоносителя
CN201852643U (zh) * 2010-11-16 2011-06-01 李世强 温度计盲肠
RU2450250C1 (ru) * 2011-04-04 2012-05-10 Яков Серафимович Кожевников Устройство для измерения температуры теплоносителя и беспроводной измеритель температуры

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2818106C1 (ru) * 2023-12-08 2024-04-24 Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" Способ измерения температуры потока жидкости или газа в трубопроводе и воздушного потока, окружающего трубопровод, и устройство для его осуществления

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019519779A (ja) 2019-07-11
US11067520B2 (en) 2021-07-20
CN206656811U (zh) 2017-11-21
EP3479090A4 (en) 2020-02-19
WO2018005082A1 (en) 2018-01-04
EP3479090A1 (en) 2019-05-08
CN107543625B (zh) 2021-08-06
CA3029201A1 (en) 2018-01-04
US20180003655A1 (en) 2018-01-04
JP7005531B2 (ja) 2022-01-21
CN107543625A (zh) 2018-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2710520C1 (ru) Система измерения температуры технологической текучей среды с помощью повышенного проникновения в зону процесса
US11630072B2 (en) Non-intrusive process fluid temperature calculation system
RU2759778C1 (ru) Неинтрузивная диагностика стенок трубопровода
CN209945581U (zh) 过程流体温度估测系统
US7579947B2 (en) Industrial process sensor with sensor coating detection
US6543297B1 (en) Process flow plate with temperature measurement feature
US20080245152A1 (en) Expansion chamber for use with a pressure transmitter
RU2723067C1 (ru) Процесс компенсации изолирования преобразователя
JP2008504524A (ja) 高温圧力送信機アセンブリ
CN102334023A (zh) 连续测定积垢程度的传感器和方法
EP4078119A1 (en) Non-invasive process fluid flow indication using temperature difference