Термокоса



Термокоса
Термокоса

 


Владельцы патента RU 2448335:

Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Эталон" (RU)

Изобретение относится к термометрии, а именно к датчикам температуры, и предназначено для одновременного измерения температуры в нескольких точках объекта, расположение которых определяется конструкцией объекта, а также предназначено для полевого определения температуры грунтов, где требуется получить конкретные данные о температуре мерзлых, промерзающих и протаивающих грунтов. Термокоса содержит последовательно расположенные датчики температуры, соединенные между собой гибким кабелем, обеспечивающим электрическое соединение датчиков температуры, разъем для подключения к устройству считывания, хранения, обработки и отображения данных, при этом каждый датчик температуры заключен в защитный корпус. Технический результат - снижение времени термической реакции, повышение точности измерения и надежности, а также возможность расширенного диапазона использования. 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к термометрии, а именно к датчикам температуры, и предназначено для одновременного измерения температуры в нескольких точках объекта, расположение которых определяется конструкцией объекта, а также предназначено для полевого определения температуры грунтов, где требуется получить конкретные данные о температуре мерзлых, промерзающих и протаивающих грунтов.

Уровень техники

Известно устройство для исследования скважин градиент-термометром. Устройство содержит два одинаковых последовательно соединенных и размещенных вдоль оси скважины на заданном расстоянии термочувствительных резистора, первый и второй. К верхнему концу первого резистора подключен источник питания и третий постоянный резистор, а к нижнему концу второго резистора подключен источник питания и четвертый постоянный резистор; между точками соединения третьего и четвертого постоянных резисторов и первого, и второго термочувствительных резисторов включен регистрирующий прибор. Резисторы третий и четвертый являются балансировочными. Регистрируется разность температур между первым и вторым термочувствительными резисторами [1].

Недостатком такого устройства является наличие балансировочных резисторов, нарушающих баланс при значительных изменениях температуры, и регистрация лишь одной составляющей поля температуры - вдоль оси скважины.

Известно устройство для теплового каротажа скважин, содержащее три одинаковых размещенных вдоль оси скважины на заданном расстоянии термочувствительных датчика для измерения второй разности температуры, первый, второй и третий. Термочувствительные датчики идентичны и включают в себя по четыре одинаковых термочувствительных резистора, объединенных в термочувствительные мосты. Разность разбалансов термочувствительных мостов пропорциональна второй разности температуры, а сумма их разбалансов - первой разности; также все термочувствительные резисторы служат для измерения абсолютной температуры среды, в которой находится зонд. Первая разность температур зависит как от постоянного изменения температуры по стволу скважины, так и от ее локальных изменений. Вторая разность температур зависит только от локальных изменений температуры [2].

Недостатками устройства являются узкая область применения, низкая точность измерения, избыточность оборудования, использование косвенных методов измерения одной зависимости от другой.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является устройство для мониторинга температур в протяженном объекте, содержащее термоподвеску, состоящую из последовательно расположенных датчиков температуры, размещенных в защитном кожухе небольшого диаметра, управляющий микроконтроллер, преобразователь сигналов, энергонезависимое запоминающее устройство, часы реального времени, решающее устройство, блок задания начальных параметров, встроенный источник питания, и интерфейс передачи данных, а также снабженное уплотнением, предназначенным для исключения попадания окружающего воздуха в скважину во время проведения измерений. Кожух выполнен в виде съемной полимерной толстостенной оболочки самонесущего кабеля [3].

Недостатком устройства является большое время термической реакции из-за наличия полимерной толстостенной оболочки, в которой расположена термоподвеска, а также низкая герметичность термоподвески при отсутствии полимерной толстостенной оболочки, которая приводит к отказу устройства в условиях повышенной пыли и влаги.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение направлено на создание термокосы (см. приложение 1), представляющей собой устройство для многозонного измерения температуры, в которой преодолевались бы недостатки уровня техники.

С помощью настоящего изобретения достигается технический результат, состоящий в повышении точности измерения и надежности, а также в возможности расширенного диапазона использования.

Для решения поставленной задачи и достижения указанного технического результата предложена термокоса, содержащая последовательно расположенные датчики температуры, размещенные в защитном корпусе, каждый датчик температуры выполнен на печатной плате в отдельном защитном металлическом корпусе и содержит в себе поправочный коэффициент, датчики температуры соединены между собой гибким кабелем, выполненным в полимерной оболочке, защитный металлический корпус каждого датчика температуры снабжен по краям полимерными втулками, которые скреплены с кабелем с помощью уплотнения и деформации по контуру, при этом на одном из концов размещен разъем для подключения к устройству считывания, хранения, обработки и отображения данных.

Особенность заявленной термокосы состоит в том, что на печатной плате могут быть расположены электронные компоненты или цифровой датчик, совместно с которыми печатная плата может быть заключена в защитную полимерную оболочку.

Еще одна особенность заявленной термокосы состоит в том, что полимерная оболочка кабеля может быть как кремнеорганической, так и поливинилхлоридной, и политетрафторэтиленовой, и резиновой, и полиэтиленовой.

Также еще одна особенность заявленной термокосы состоит в том, что защитный металлический корпус датчика температуры может иметь круглое поперечное сечение или быть в виде правильного многоугольника. Полимерные втулки могут быть выполнены из резины или кремнеорганического материала.

А также еще одна особенность заявленной термокосы состоит в том, что последний датчик температуры имеет устройство для крепления груза, обеспечивающее выпрямление термокосы в вертикальном положении.

Краткое описание чертежей

Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых одинаковые или сходные элементы снабжены одинаковыми ссылочными позициями.

Фиг.1 представляет вид сбоку термокосы по настоящему изобретению.

Фиг.2 показывает защитный корпус в разрезе по фиг.1.

Подробное описание осуществления изобретения

Термокоса по настоящему изобретению может быть реализована в различных вариантах осуществления.

Однако во всех этих вариантах термокоса, как показано на фиг.1, содержит последовательно расположенные датчики температуры 1, размещенные в защитном корпусе 2 (см. фиг.2), каждый датчик температуры 1 выполнен на печатной плате 3 в отдельном защитном металлическом корпусе 2 и содержит в себе поправочный коэффициент, датчики температуры 1 соединены между собой гибким кабелем 4, выполненным в полимерной оболочке, защитный металлический корпус 2 каждого датчика температуры 1 снабжен по краям полимерными втулками 5, которые скреплены с кабелем 4 с помощью уплотнения и деформации по контуру, при этом на одном из концов размещен разъем 6 для подключения к устройству считывания, хранения, обработки и отображения данных.

На печатной плате 3 могут быть расположены электронные компоненты 7 или цифровой датчик 7, совместно с которыми печатная плата 3 может быть заключена в защитную полимерную оболочку 8, обеспечивающую дополнительную герметичность конструкции (см. фиг.2). При этом выводы 9 кабеля 4, электронные компоненты 7 или цифровой датчик 7 могут быть соединены с печатной платой 3 при помощи пайки.

Кабель 4, выполненный в полимерной оболочке, может быть выполнен как в кремнеорганической, так и в поливинилхлоридной, и в политетрафторэтиленовой, и в резиновой, и в полиэтиленовой оболочке.

Метод скрепления защитного металлического корпуса 2 с кабелем 4 и втулками 5 (см. фиг.2) с помощью уплотнения и деформации по контуру для обеспечения герметичности конструкции может быть реализован методом завальцовки. Полимерные втулки 5 могут быть выполнены из резины или кремнеорганического материала. Втулки 5 обеспечивают герметичность конструкции и электрических соединений.

Форма поперечного сечения защитного металлического корпуса 2 может быть в виде круга или правильного многоугольника.

Последний датчик температуры 1 может иметь устройство для крепления груза (на чертеже не показано), обеспечивающее распрямление термокосы в вертикальном положении.

Термокоса осуществляет одновременное измерение температуры в нескольких точках объекта, расположение которых определяется конструкцией объекта, на различных расстояниях с определенным шагом при помощи устройства считывания, хранения, обработки и отображения данных.

В качестве объекта могут быть трубопроводы, протяженные объекты, например, любые скважины в различных грунтах, как в мерзлых, так и в промерзающих и протаивающих.

Термокоса по настоящему изобретению может работать следующим образом.

Термокоса размещается в объекте, разъем располагается в доступном для подключения его к устройству считывания, хранения, обработки и отображения данных месте. Датчики температуры измеряют температуру объекта, преобразуют измеренный сигнал в цифровой вид, при этом каждый датчик температуры содержит поправочный коэффициент и маркировку. Результаты измерения и поправочные коэффициенты с датчиков температуры поступают на устройство считывания, хранения, обработки и отображения данных, где происходят считывание и обработка полученных данных и передача их на индикатор устройства считывания, хранения, обработки и отображения данных и персональный компьютер при помощи соответствующей программы.

Питание термокосы осуществляется от устройства считывания, хранения, обработки и отображения данных.

Таким образом, термокоса по настоящему изобретению обеспечивает заявленный технический результат, поскольку наличие поправочного коэффициента в каждом датчике температуры приводит к повышению точности измерения. Использование же гибкого кабеля, втулок и скрепления их с защитным корпусом с помощью уплотнения и деформации по контуру повышает надежность, герметичность конструкции, а также дает возможность расширенного диапазона использования термокосы.

Хотя настоящее изобретение описано и показано на сопроводительных чертежах своими примерными вариантами осуществления, это описание и чертежи являются чисто иллюстративными. Специалистам понятно, что можно сделать различные модификации, дополнения и уточнения без отхода от сущности и объема настоящего изобретения, выраженные в приложенной формуле изобретения с учетом эквивалентов.

Источники информации

1. Позин Л.З. Исследование скважин градиент-термометром. Разведочная и промысловая геофизика. - М., Гостоптехиздат, 1969.

2. Патент №2314416, Е21В 47/06, G01K 7/20. «Устройство для теплового каротажа скважин», опубл. 2008 г.

3. Патент №75692, Е21В 47/12, G01K 7/14. «Устройство для мониторинга температур в протяженном объекте», опубл. 2008 г.

Приложение 1

Применяемость термина «термокоса»:

1. thermistor chain - гирлянда терморезисторов, термокоса

(Большой англо-русский политехнических словарь. / Под ред. проф. В.В.Бутника: В 3 тт. - Более 600000 терминов. - М.: «ЭТС», 1999. - Т.3).

2. Научный журнал «Криосфера Земли», 2006, т.X, №4, с.12.

Павлов А.В. «Оценка погрешностей измерений температуры грунтов в неглубоких скважинах в условиях сплошной криолитозоны».

3. http://www.ikz.ru/biblioteka/materialy-konferencii/folder. 2009-11-19.2752593878

Материалы Международной конференции "Криогенные ресурсы полярных и горных регионов. Состояние и перспективы инженерного мерзлотоведения" (Тюмень, 2008 г., с.147).

4. http://www.securpress.ru/model.php?m=38&c=121

5. http://www.dorip.ru/cat/cat8.htm

1. Термокоса, содержащая последовательно расположенные датчики температуры, размещенные в защитном корпусе, отличающаяся тем, что каждый датчик температуры состоит из печатной платы и расположенных на ней электронных компонентов в отдельном защитном металлическом корпусе и имеет поправочный коэффициент, датчики температуры соединены между собой гибким кабелем, выполненным в полимерной оболочке, защитный металлический корпус каждого датчика температуры снабжен по краям втулками, которые скреплены с кабелем с помощью уплотнения и деформации по контуру, при этом термокоса содержит разъем для подключения к устройству считывания, хранения, обработки и отображения данных.

2. Термокоса по п.1, в которой датчик температуры представляет собой цифровой датчик.

3. Термокоса по п.1, в которой кабель выполнен в кремнеорганической оболочке.

4. Термокоса по п.1, в которой кабель выполнен в поливинилхлоридной оболочке.

5. Термокоса по п.1, в которой кабель выполнен в политетрафторэтиленовой оболочке.

6. Термокоса по п.1, в которой кабель выполнен в резиновой оболочке.

7. Термокоса по п.1, в которой кабель выполнен в полиэтиленовой оболочке.

8. Термокоса по п.1, в которой втулки выполнены из резины.

9. Термокоса по п.1, в которой втулки выполнены из кремнеорганического материала.

10. Термокоса по п.1, в которой печатная плата совместно с расположенными на ней электронными компонентами заключена в защитную полимерную оболочку.

11. Термокоса по п.2, в которой цифровой датчик заключен в защитную полимерную оболочку.

12. Термокоса по п.1, в которой последний датчик температуры имеет устройство для крепления груза, обеспечивающее распрямление термокосы в вертикальном положении.

13. Термокоса по п.1, в которой защитный металлический корпус имеет круглое поперечное сечение.

14. Термокоса по п.1, в которой защитный металлический корпус имеет поперечное сечение в виде правильного многоугольника.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в телеметрической системе и системе терморегулирования космических аппаратов. .

Изобретение относится к резистивному термометру, состоящему из множества компонентов, по меньшей мере, включающему: по меньшей мере, одну подложку (1), состоящую, в основном, из материала, коэффициент теплового расширения которого, в основном, выше 10.5 ppm/K; по меньшей мере, один резистивный элемент (4), расположенный на подложке (1); и, по меньшей мере, один электроизолирующий разделительный слой (2), расположенный, в основном, между резистивным элементом (4) и подложкой (1).

Изобретение относится к измерительной технике, может использоваться в системах сбора данных в технологических устройствах, а также в медицинской практике. .

Изобретение относится к термометру сопротивления с по меньшей мере одним, зависящим от температуры электрическим элементом (1) сопротивления, который имеет по меньшей мере два соединительных контакта (8), основу (3), на которой элемент сопротивления имеет возможность закрепления таким образом, что он имеет возможность вхождения в хороший термический контакт с предметом, температура которого должна быть измерена, и с электрическими подводящими проводами (2, 5), которые предусмотрены для соединений электрических соединительных контактов (8) элемента сопротивления с измерительным прибором.

Изобретение относится к устройствам для измерения скорости движения потоков флюидов и может быть использовано в трубопроводном транспорте, а также при проведении геофизических и газодинамических исследований скважин.

Изобретение относится к способам определения термофизических величин и может быть использовано для определения температуры и деформации детали при их одновременном воздействии на деталь.

Изобретение относится к термометрии, а именно к контактным датчикам для измерения температуры движущейся среды - теплоносителя, и может быть использовано в нефтяной, газовой, химической, пищевой промышленности, а также в коммунальном хозяйстве для измерения температуры среды, находящейся в трубопроводах, независимо от диаметра трубы.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для создания устройств точного измерения температуры в различных областях и для построения эквивалента точного образцового резистора в измерительных цепях.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения профиля и измерения параметров теплового поля на заданной поверхности, возникающего в результате воздействия на окружающую среду распределенного источника воспламенения.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения температуры жидких и газообразных сред. .

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при разработке газовых месторождений. .

Изобретение относится к устройствам для измерения температурного распределения в протяженных объектах и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности, например, для измерения температуры в горизонтальных добывающих битумных скважинах.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к паротепловым способам добычи высоковязкой нефти. .

Изобретение относится к области добычи нефти и может быть использовано для определения пластового давления в нагнетательных скважинах. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам добычи нефти и воды с помощью глубинного плунжерного насоса. .

Изобретение относится к способам определения момента прорыва пластового флюида и может быть использовано, например, для определения глубины внедрения фильтрата. .

Изобретение относится к области исследований скважин, в частности - для исследования действующих наклонных и горизонтальных скважин. .

Изобретение относится к газовой и нефтяной промышленности и может быть использовано для выявления газогидратных пород в криолитозоне при строительстве и эксплуатации скважин в криолитозоне.

Изобретение относится к области измерений давления бурового раствора в скважине. .

Изобретение относится к области добычи жидких полезных ископаемых и предназначено решить задачу изобарного картирования продуктивного пласта на произвольную календарную дату.
Наверх