RU92532U1

RU92532U1 - ELECTRONIC MULTI-PARAMETER PRESSURE AND TEMPERATURE SENSOR

Info

Publication number: RU92532U1
Application number: RU2009120306/22U
Authority: RU
Inventors: Ренат Ахатович Садыков; Юрий Иосифович Правник; Дмитрий Натанович Антропов; Владимир Витальевич Краев; Айрат Азатович Насыбуллин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Эталон МД" (ООО "Эталон МД")
Priority date: 2009-05-29
Filing date: 2009-05-29
Publication date: 2010-03-20

Abstract

Электронный многопараметрический датчик давления и температуры, герметично установленный на трубопроводе, в который вмонтированы чувствительные элементы измерения давления, температуры и микропроцессор, обеспечивающий преобразование значений физических параметров в стандартные электрические сигналы, отличающийся тем, что корпус датчика установлен в штуцер, при этом положение корпуса датчика зафиксировано при помощи штифта таким образом, что капсула с установленным в ней чувствительным элементом для восприятия температуры рабочей среды установлена по центру трубопровода, датчик снабжен запорным устройством, выполненным в виде крышки, закрепленной посредством кронштейна на штуцере и имеющей пружинный механизм, канал для измерения давления снабжен ответвлением с выходным отверстием, закрываемым пробкой, расположенным в верхней части корпуса, датчик закреплен на штуцере накидной гайкой.An electronic multi-parameter pressure and temperature sensor, hermetically mounted on the pipeline, into which sensitive elements for measuring pressure, temperature and a microprocessor are mounted, providing the conversion of physical parameters into standard electrical signals, characterized in that the sensor case is installed in the fitting, while the position of the sensor case is fixed by means of a pin in such a way that the capsule with the sensing element installed in it for sensing temperature is working the medium is installed in the center of the pipeline, the sensor is equipped with a locking device made in the form of a cover fixed by a bracket on the fitting and having a spring mechanism, the pressure measuring channel is equipped with a branch with an outlet opening closed by a plug located in the upper part of the housing, the sensor is fixed on the union with a nut.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области системы измерений и предназначена для определения величины давления и температуры в жидких и газообразных средах и может использоваться в газовом хозяйстве, теплоэнергетике, химической промышленности, машиностроении и т.д.The proposed utility model relates to the field of measurement systems and is intended to determine the magnitude of pressure and temperature in liquid and gaseous media and can be used in the gas industry, heat power engineering, chemical industry, mechanical engineering, etc.

Известен многопараметрический датчик для определения параметров температуры и давления в жидких и газообразных средах, называемый термоманометром. Он конструктивно объединяет в себе два прибора: манометр и термометр в одном корпусе, имеет шкалы - давления и температуры, комплектуется запорным клапаном, позволяющим снимать термометр без слива системы.Known multi-parameter sensor for determining the parameters of temperature and pressure in liquid and gaseous media, called a thermomanometer. It constructively combines two devices: a manometer and a thermometer in one case, has scales of pressure and temperature, is equipped with a shut-off valve that allows you to remove the thermometer without draining the system.

(http://www.rosma.spb.ru/catalog/?id_model=10)(http://www.rosma.spb.ru/catalog/?id_model=10)

Его недостатком является невозможность преобразования механического воздействия рабочей среды на чувствительный элемент датчика в электрический, что не позволяет передавать значения параметров измеряемой величины на электронное табло и преобразовать в стандартный токовый сигнал.Its disadvantage is the impossibility of converting the mechanical effect of the working medium on the sensitive element of the sensor into electric, which does not allow transmitting the values of the parameters of the measured value to an electronic display and converting it to a standard current signal.

Прототипом полезной модели служит электронный многопараметрический датчик для определения параметров температуры, давления и расхода в газообразных средах, называемый вихревым счетчиком газа Метран-331. Прибор конструктивно совмещает в себе 3 датчика, что позволяет одновременно измерить 3 параметра среды - расход, давление и температуру, что обеспечивает существенное сокращение кабельных линий и врезок в трубопровод, удобство монтажа, исключение дополнительных погрешностей возникающих при раздельном монтаже первичных датчиков. (госреестр средств измерений под №23191L04, сертификат №17377) (http://www.metran.ru/catalog/rs/vh/vh_57.html)The prototype of the utility model is an electronic multi-parameter sensor for determining the parameters of temperature, pressure and flow in gaseous media, called the Metran-331 vortex gas meter. The device constructively combines 3 sensors, which allows you to simultaneously measure 3 environmental parameters - flow, pressure and temperature, which provides a significant reduction in cable lines and cuts into the pipeline, ease of installation, elimination of additional errors arising from the separate installation of primary sensors. (state register of measuring instruments under No. 23191L04, certificate No. 17377) (http://www.metran.ru/catalog/rs/vh/vh_57.html)

Недостатком прототипа является невозможность его монтажа и демонтажа без остановки рабочего процесса.The disadvantage of the prototype is the impossibility of its installation and dismantling without stopping the work process.

Полезная модель направлена на создание электронного многопараметрического датчика для определения величин давления и температуры в жидких и газообразных средах, с обеспечением монтажа и демонтажа датчика без остановки рабочего процесса.The utility model is aimed at creating an electronic multi-parameter sensor for determining pressure and temperature values in liquid and gaseous media, with mounting and dismounting of the sensor without stopping the work process.

Решение задачи достигается тем, что в электронном многопараметрическом датчике давления и температуры, герметично установленном на трубопроводе, в который вмонтированы чувствительные элементы измерения давления, температуры и микропроцессор, обеспечивающий преобразование значений физических параметров в стандартные электрические сигналы, согласно полезной модели, корпус датчика установлен в штуцер, при этом положение корпуса датчика зафиксировано при помощи штифта таким образом, что капсула с установленным в ней чувствительным элементом для восприятия температуры рабочей среды, установлена по центру трубопровода, датчик снабжен запорным устройством, выполненным в виде крышки, закрепленной посредством кронштейна на штуцере и имеющей пружинный механизм, канал для измерения давления снабжен ответвлением с выходным отверстием, закрываемым пробкой, расположенным в верхней части корпуса, датчик закреплен на штуцере накидной гайкой.The solution to the problem is achieved by the fact that in an electronic multi-parameter pressure and temperature sensor, hermetically mounted on the pipeline, in which the sensitive elements of pressure, temperature and a microprocessor are mounted, which provides the conversion of the values of physical parameters into standard electrical signals, according to a utility model, the sensor housing is installed in the fitting while the position of the sensor housing is fixed with a pin in such a way that the capsule with the sensitive with a component for sensing the temperature of the working medium, it is installed in the center of the pipeline, the sensor is equipped with a locking device made in the form of a cover fixed by a bracket on the fitting and having a spring mechanism, the pressure measuring channel is equipped with a branch with an outlet opening closed by a plug located in the upper part of the housing , the sensor is mounted on the union with a union nut.

Электронный многопараметрический датчик давления и температуры, установленный на рабочее место представлен на чертеже: Фиг.1 - общий вид датчика, Фиг.2 - вид А(крышка), Фиг.3 - пробка. Фиг.4 - заглушка.An electronic multi-parameter pressure and temperature sensor installed on the workstation is shown in the drawing: FIG. 1 is a general view of the sensor, FIG. 2 is a view A (cover), FIG. 3 is a plug. 4 is a stub.

Электронный многопараметрический датчик давления и температуры включает корпус 1, в который вмонтирована капсула 2, внутри которой размещен чувствительный элемент термодатчика 3. Внутри корпуса 1 имеется канал 4, на выходе из которого размещен чувствительный элемент для восприятия давления в виде мембраны 5, припаянной к корпусу 1. Для предотвращения разрушения мембраны 5 в конструкции применяется гайка-упор 6. Канал 4 имеет ответвление с выходным отверстием, расположенное в верхней части корпуса 1 ниже мембраны 5, закрываемым пробкой 7 (Фиг.3). Верхняя часть датчика защищена от внешнего воздействия стаканом 8. Корпус датчика крепится к штуцеру 9 накидной гайкой 10 и фиксируется штифтом 11. Штуцер 9 имеет риску 12 для правильного расположения штуцера относительно потока. Штуцер 9 имеет в своем основании кронштейн 13, на котором расположено запорное устройство в виде крышки 14 (Фиг.2), которая с помощью пружинного механизма 15 плотно прилегает к седлу 16 штуцера 9. Крышка 14 имеет мягкую уплотнительную вставку 17, соответствующую профилю седла 16 штуцера 9. Герметичность соединения штуцера 9 и корпуса 1 обеспечивается уплотнительными кольцами 18. Параметры давления и температуры, воспринятые чувствительными элементами 3 и 5 датчика и преобразованные в электрические посредством электрических схем 20, передаются на электронное табло 21, где отображаются в виде цифр и символов, а также преобразуются в стандартный электрический сигнал.The electronic multi-parameter pressure and temperature sensor includes a housing 1, in which a capsule 2 is mounted, inside which a sensing element of the temperature sensor 3 is placed. Inside the housing 1 there is a channel 4, at the outlet of which there is a sensing element for sensing pressure in the form of a membrane 5 soldered to the housing 1 To prevent the destruction of the membrane 5 in the design, a stop nut is used 6. Channel 4 has a branch with an outlet located in the upper part of the housing 1 below the membrane 5, which is closed by a plug 7 (Figure 3). The upper part of the sensor is protected from external influences by a glass 8. The sensor body is attached to the fitting 9 with a union nut 10 and fixed by a pin 11. The fitting 9 has a risk of 12 for the correct location of the fitting with respect to the flow. The fitting 9 has at its base a bracket 13 on which a locking device is located in the form of a cover 14 (FIG. 2), which, by means of a spring mechanism 15, fits snugly on the seat 16 of the fitting 9. The cover 14 has a soft sealing insert 17 corresponding to the profile of the seat 16 the union 9. The tightness of the connection of the union 9 and the housing 1 is provided by the sealing rings 18. The pressure and temperature parameters received by the sensor sensing elements 3 and 5 and converted into electrical ones by means of electrical circuits 20 are transmitted to the electric ronnoe board 21, displaying in the form of numbers and characters, and converted into a standard electrical signal.

Монтаж электронного многопараметрического датчика давления и температуры производят следующим образом. Штуцер 9 располагают таким образом, чтобы положение риски 12 было против направления движения потока рабочей среды. В таком положении крышка 14 расположена вдоль потока, что уменьшает оказываемое сопротивление для движущегося потока и позволяет измерять значения параметров с меньшей погрешностью. Далее штуцер 9 жестко закрепляют на трубопроводе при помощи сварного соединения, обеспечивающего герметичное соединение. После этого возможен запуск рабочего процесса. Крышка 14 герметично закрывается под воздействием пружинного механизма 15 и давления среды. Далее монтируем датчик, погружая его в штуцер 9, и заворачивая при этом накидную гайку 10 на несколько оборотов до открытия крышки 14. В момент открытия крышки 14, корпус 1 датчика должен находиться в контакте с уплотнительными кольцами 18, при дальнейшем погружении датчик фиксируют при помощи штифта 11 таким образом, что капсула 2 с установленным в ней чувствительным элементом для восприятия температуры и канал 4, соединенный с чувствительным элементом для восприятия давления, предназначенные для взаимодействия измеряемой среды с чувствительными элементами, расположенными в корпусе 1 датчика, установлены вдоль по центральному продольному сечению перпендикулярно трубопроводу так, чтобы канал датчика давления был расположен первым со стороны направления движения потока среды, а капсула 2 датчика располагалась после него в центре потока рабочей среды в трубопроводе. Далее накидную гайку 10 заворачивают до упора. После окончательной установки датчика, необходимо открыть пробку 7 до появления устойчивой струи рабочей среды и потом закрыть ее обратно.Installation of an electronic multi-parameter pressure and temperature sensor is as follows. The fitting 9 is positioned so that the position of the risks 12 is against the direction of flow of the medium. In this position, the cover 14 is located along the flow, which reduces the resistance to the moving flow and allows you to measure parameter values with less error. Next, the fitting 9 is rigidly fixed to the pipeline using a welded joint, providing a tight connection. After that, the workflow can start. The cover 14 is hermetically closed under the influence of the spring mechanism 15 and the pressure of the medium. Next, we mount the sensor, immersing it in the fitting 9, and at the same time turning the union nut 10 a few turns before opening the cover 14. At the time of opening of the cover 14, the sensor housing 1 must be in contact with the sealing rings 18, during further immersion the sensor is fixed with the pin 11 in such a way that the capsule 2 with the sensing element installed therein for sensing the temperature and the channel 4 connected to the sensing element for sensing the pressure, designed for the interaction of the measured medium with sensitive E elements arranged in the sensor body 1, installed along the central longitudinal plane perpendicular to the conduit so that the pressure sensor channel was located on the side toward the first fluid flow and the capsule 2 sensor located after it in the center of the medium flow in the pipeline. Next, the union nut 10 is tightened completely. After the final installation of the sensor, it is necessary to open the plug 7 until a stable jet of the working medium appears and then close it back.

Демонтаж электронного многопараметрического датчика давления и температуры производится следующим образом. Вначале необходимо выворачивать накидную гайку 10 до момента полного закрытия крышки 14, после чего, открыв пробку 7, выравнивается давление между образовавшейся полостью и атмосферным воздухом. Далее полностью откручивают накидную гайку 10 и с ее помощью устанавливают заглушку 19 (Фиг.4), которая дополнительно герметично закроет отверстие штуцера 9.The dismantling of an electronic multi-parameter pressure and temperature sensor is as follows. First, it is necessary to unscrew the union nut 10 until the cover 14 is completely closed, after which, opening the plug 7, the pressure between the cavity formed and the atmospheric air is equalized. Next, completely unscrew the union nut 10 and use it to install the plug 19 (Figure 4), which additionally hermetically closes the hole of the fitting 9.

Электронный многопараметрический датчик давления и температуры работает следующим образом. Рабочая среда проходит по каналу 4 к чувствительному элементу - мембране 5, которая деформируется, что оказывает влияние на величину электрического сигнала. Одновременно рабочая среда через капсулу 2 воздействует на чувствительный элемент 3 измерения температуры, в результате чего чувствительный элемент 3 преобразует воздействие температуры среды в электрический сигнал. Далее электрические сигналы направляются в микропроцессор, который обрабатывает электрические сигналы, выводит данные на электронное табло 21 и преобразует в стандартные электрические сигналы, что позволяет осуществлять контроль над рабочим процессом, записывать изменения значений параметров рабочей среды, и позволяет выполнять другие операции.Electronic multi-parameter pressure and temperature sensor operates as follows. The working medium passes through the channel 4 to the sensitive element - the membrane 5, which is deformed, which affects the magnitude of the electric signal. At the same time, the working medium through the capsule 2 acts on the temperature sensing element 3, as a result of which the sensing element 3 converts the influence of the temperature of the medium into an electrical signal. Next, the electrical signals are sent to a microprocessor, which processes the electrical signals, outputs data to an electronic display 21 and converts them to standard electrical signals, which allows you to control the work process, record changes in the values of the parameters of the working environment, and allows you to perform other operations.

Электронный многопараметрический датчик давления и температуры заключенный в один корпус 1 позволяет сократить затраты при изготовлении, снизить по совокупности стоимость датчика и упростить техническое обслуживание теплотехнического оборудования. Достоинством является то, что электронный многопараметрический датчик может быть установлен и демонтирован без отключения рабочего процесса, так как он имеет надежный запорный механизм в виде крышки 14. Кроме того датчик снабжен пробкой 7, с помощью которой при демонтаже выравнивается давление в образовавшейся полости между корпусом 1 и штуцером 9, что позволяет демонтировать датчик без угрозы выбивания его давлением среды. Преимущество перед механическими датчиками в том, что электронный многопараметрический датчик имеет интеллектуальный цифровой интерфейс, который позволяет использовать значение измеряемых параметров в системах управления технологическими процессами и других устройствах. Точность электронного многопараметрического датчика многократно превосходит точность механических благодаря более точной электронной обработки сигнала.An electronic multi-parameter pressure and temperature sensor enclosed in one housing 1 allows to reduce manufacturing costs, reduce the total cost of the sensor and simplify the maintenance of heating equipment. The advantage is that the electronic multi-parameter sensor can be installed and dismantled without shutting down the working process, since it has a reliable locking mechanism in the form of a cover 14. In addition, the sensor is equipped with a plug 7, by which, when dismantling, the pressure in the formed cavity is equalized between the housing 1 and fitting 9, which makes it possible to dismantle the sensor without the threat of knocking it out with the pressure of the medium. The advantage over mechanical sensors is that the electronic multi-parameter sensor has an intelligent digital interface that allows you to use the value of the measured parameters in process control systems and other devices. The accuracy of an electronic multi-parameter sensor is many times greater than the accuracy of mechanical sensors due to more accurate electronic signal processing.

Claims

An electronic multi-parameter pressure and temperature sensor, hermetically mounted on the pipeline, into which sensitive elements for measuring pressure, temperature and a microprocessor are mounted, providing the conversion of physical parameters into standard electrical signals, characterized in that the sensor case is installed in the fitting, while the position of the sensor case is fixed by means of a pin in such a way that the capsule with the sensing element installed in it for sensing temperature is working the medium is installed in the center of the pipeline, the sensor is equipped with a locking device made in the form of a cover fixed by a bracket to the fitting and having a spring mechanism, the pressure measuring channel is equipped with a branch with an outlet opening closed by a plug located in the upper part of the housing, the sensor is mounted on the union with a nut.