CN102840930B - 管道内部温度测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种管道内部温度测量装置。通过对大体积混凝土预埋进出水管端部安装带螺纹的三通，在三通中插入止水绝热环，保证内插数字温度传感器的安全插入。中空螺钉与温度传感器拧入三通中，使得中空螺钉能够对止水绝热环产生足够压迫作用不致在水压下泄露，且温度传感器探头恰能位于三通水管中心。内插温度传感器测温范围-10°C~60°C，在工作范围内精度为±0.3℃。测温装置经过与管壁的绝热处理，能排除外界气温对测温的干扰，准确测量进出口的水温，能准确预测大体积混凝土内部热交换量。
Description
技术领域
本发明专利为一种管道内部温度测量装置，尤其是混凝土通水水管内部温度测量装置。
背景技术
大型水电工程大体积混凝土的通水冷却降温，是解决水电工程大坝混凝土水化热引起的温度应力和达到设计要求的封拱灌浆温度必须采取的技术措施。自从1931年美国垦务局在欧瓦希（Owyhee）拱坝上进行了混凝土水管冷却的现场试验，美国垦务局在修建胡佛水坝（Hoover）的过程中首次在混凝土仓中全面预埋冷却水管进行人工冷却，起到了较理想的温控防裂效果以来。冷却水管以其应用的灵活性、可靠性及多用性等特点，在世界各国混凝土坝的施工中被广泛采用。
水电工程通水冷却技术复杂，是工程建设设计与研究重要内容，通水冷却工序是一个温度目标控制过程，即按照设计要求，调整各阶段的混凝土温度（降低或升温），或控制在一定的温度点附近。但实际应用过程中，人为、经验、天气以及水管材质、通水温度与流量等相关因素都会直接影响温度控制效果，如何对大体积混凝土结构进行有效的智能温控一直是水工设计和施工中关心的核心问题。混凝土冷却通水数据主要为进出水温度和通水流量，要解决这一核心问题，前提是对冷却水管进出水温准确测量。目前进出水温度的测量通常采用水银温度计直接在水中测量，这样就需要人工在现场打开水管进行测量，或者手持温度传感器进行放水测量，并进行现场记录，这样在现场实际运用中常常表现为手段落后，精度差、数据可靠度低。为降低开裂的风险、保证施工期温度可控降温，就 必须摆脱温控对人员的依赖、采用内插式数字测温传感器进行准确测量，从而采集到准确的进出水温变化，进而控制通水流量，达到形成无缝大体积混凝土结构的目的，目前国内外尚没有这方面的系统研究工作。
发明内容
为了克服现有的人工数据采集方式对数据连续获取的困难和克服手段落后，精度差、数据可靠度低等不足，本发明提供一种大型混凝土内部通水冷却水管内部水温数字测量装置，该装置不仅能连续获取大坝混凝土冷却水管进出口的水温，而且能较好地排除外界天气温度对测量结果的影响。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：管道内部温度测量装置，它包括：
一个三通，三通的水平管左右端口分别与待测管道连接，三通的垂直管内设置绝热密封环、中空螺丝和温度传感器，绝热密封环与温度传感器靠中空螺丝与三通的垂直管内螺纹连接固定。
其中在三通的垂直管内下部设置绝热密封环，上部设置中空螺丝，温度传感器穿过中空螺丝和绝热密封环插入三通水平管内部。
温度传感器由温度传感器探头和导线组成，导线与温度传感器探头电连接。
其还包括温度采集器，其与导线电连接，将温度传感器测量的温度无线或有线传送给采集终端机。
所述绝热密封环由密封和绝热两种材料构成，下部是密封材料，上部是绝热材料。
所述温度传感器探头端头位于三通水平管中轴线上。
所述管道内流体为水。
其中绝热密封环是止水绝热环，优选止水绝热环由止水和绝热两种材料构成，下部是止水材料，上部是绝热材料。
一种对大体积混凝土内部预埋热交换管两端进行内部实时进出热交换介质温度测量的装置，包括上述任一装置，将上述任一装置连接到热交换管。
其中热交换可以是加热也可以是冷却。
其中热交换介质可以是水也可以是蒸汽还可以是空气。
一种对大体积混凝土内部预埋热交换管两端进行内部实时进出热交换介质温度测量的装置的用途，对大体积混凝土内部预埋热交换管两端进行内部实时进出热交换温度测量，所述装置包括上述任一装置，将上述任一装置连接到热交换管。
由于存在密封绝热环，可以保证温度传感器探头不与三通及外界空气接触，提高了测量精度。
中空螺钉与温度传感器拧入三通垂直管中，使得中空螺钉能够对止水绝热环产生足够压迫作用不致在水压下泄露，且温度传感器探头恰能位于三通水平管中轴线上。
优选内插温度传感器测温范围-10°c~60°c，在工作范围内精度为±0.3℃。测温装置经过与管壁的绝热处理，能排除外界气温对测温的干扰，准确测量进出口的水温，能准确预测大体积混凝土内部热交换量。
本发明提供的混凝土通水水管内插式水温数字测量装置，其效果如下：
（1）由于采用智能数据采集，存储并传输安装在冷却水管上的数字温度计测量的数据，数据采集连续、实时、方便及可靠，实现了对通水水温的自动、在线、实时测试和数据传输，解决了人工测试记录信息反馈慢、精度差以及数据可靠度低的缺点，省时省力、测量精度高且反应迅速。
（2）温度传感器探头2端头位于水管轴线，与测温对象充分接触，保证了测温的精度。
（3）防水、绝热的止水绝热环4可防止外界气温对测温的影响，保证了数据的准确性。
（4）水温测量系统安装和使用方便，实用性强、已经在现场应用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1水温测量装置俯视及剖视图。
图2水温测量装置正面剖视图。
图3水温测量装置侧面剖视图。
图4内插式数字水温测量装置实际安装图。
图中1.三通，2.温度传感器探头，3.导线，4.止水绝热环，5.中空螺钉，6.冷却水管，7.水管内插式数字水温测量装置。
具体实施方式
（1）三通1下端左右两端口配有螺纹，分别与通水水管6相连接，见图4。
（2）三通1上端口配有螺纹，把止水绝热环4从上端口放入压紧，把温度传感器从上端口和止水绝热环中插入，使温度传感器探头2位于三通下端部分的中轴上。
（3）中空螺钉5通过螺纹与三通1上端口连接，对止水绝热环4、温度传感器探头2和导线3进行固定，导线3下端与温度传感器探头2上端电连接。
（4）导线3通过连接温度采集器，直接将测量装置的温度读数无线或有线传送 给采集终端机。
Claims (1)
1.一种对大体积混凝土内部预埋热交换管两端进行内部实时进出热交换介质温度测量的装置，包括管道内部温度测量装置，所述管道内部温度测量装置连接到热交换管，其特征在于，
所述管道内部温度测量装置包括一个三通，所述三通的水平管左右端口分别与待测的热交换管的管道连接，所述三通的垂直管内设置绝热密封环、中空螺丝和温度传感器，所述绝热密封环与所述温度传感器靠所述中空螺丝与所述三通的垂直管内螺纹连接固定，其中在所述三通的垂直管内下部设置所述绝热密封环，上部设置所述中空螺丝，所述温度传感器穿过所述中空螺丝和所述绝热密封环插入所述三通的水平管内部；
所述温度传感器由温度传感器探头和导线组成，所述导线与所述温度传感器探头电连接；所述温度传感器探头的端头位于所述三通的水平管的中轴线上；
所述管道内部温度测量装置还包括温度采集器，所述温度采集器与导线电连接，将所述温度传感器测量的温度无线或有线传送给采集终端机；
所述绝热密封环是止水绝热环，该止水绝热环由止水和绝热两种材料构成，其下部是止水材料，上部是绝热材料；所述密封绝热环保证温度传感器探头不与三通及外界空气接触；
所述中空螺丝与所述温度传感器拧入所述三通的垂直管中，使得所述中空螺钉能够对所述止水绝热环产生足够压迫作用不致在水压下泄露，且所述温度传感器探头恰能位于三通水平管中轴线上；内插的所述温度传感器测温范围-10℃～60℃，在工作范围内精度为±0.3℃；
所述热交换管中的热交换为加热或者冷却，所述热交换的介质为水或者空气。
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