[发明专利]热通量温度传感器探头和包括其的温度测量组件

说明书

本公开提供了用于非侵入式过程流体温度应用的热通量温度传感器探头和包括其的温度测量组件。所述探头包括第一矿物绝缘电缆部分和第二矿物绝缘电缆部分。第一和第二矿物绝缘电缆部分分别具有金属护套、在金属护套中延伸的多个热电偶导体、以及使多个热电偶导体彼此绝缘并与金属护套绝缘的无机绝缘材料。在第二矿物绝缘电缆部分的第一端附近在第一多个热电偶导体中的至少一个与第二多个热电偶导体之一之间形成第一热电偶。在第二矿物绝缘电缆的第二端附近在第二多个热电偶导体中的至少两个之间形成第二热电偶。护套耦合到第一和第二矿物绝缘电缆部分并连接这两者。所述探头可以部署在沿过程流体导管的任何位置，克服了现有技术的使用限制。

技术领域

本发明涉及用于非侵入式过程流体温度应用的热通量温度传感器探头和包括所述探头的温度测量组件。

背景技术

许多工业过程通过管道或其他导管输送过程流体。这种过程流体可以包括液体、气体，并且有时还包括夹带的固体。可以在各种行业中的任一个中找到这些过程流体流，所述行业包括但不限于卫生食品和饮料生产、水处理、高纯度药物制造、化学处理、包括烃提取和处理在内的烃燃料工业、以及利用侵蚀性和腐蚀性浆料的水力压裂技术。

通常将温度传感器放置在热电偶套管内，然后通过导管中的孔将热电偶套管插入过程流体流中。然而，这种方法可能并不总是实用的，因为过程流体可能具有很高的温度、很大的腐蚀性、或两者兼而有之。另外，热电偶套管通常需要在导管中的螺纹端口或其他鲁棒的机械安装/密封，因此必须在限定的位置处设计到过程流体流动系统中。因此，热电偶套管虽然可用于提供准确的过程流体温度，但具有许多限制。

最近，通过测量过程流体导管(如管道)的外部温度并采用热流计算来估计过程流体温度。这种外部方法被认为是非侵入式的，因为它不需要在导管中限定任何孔或端口。因此，这种非侵入式方法几乎可以部署在沿导管的任何位置。

发明内容

热通量温度传感器探头包括第一矿物绝缘电缆部分和第二矿物绝缘电缆部分。第一矿物绝缘电缆部分具有第一金属护套、在第一金属护套中延伸的第一多个热电偶导体、以及使第一多个热电偶导体彼此绝缘并与第一金属护套绝缘的无机绝缘材料。第二矿物绝缘电缆部分具有第二金属护套、在第二金属护套中延伸的第二多个热电偶导体、以及使第二多个热电偶导体彼此绝缘并与第二金属护套绝缘的无机绝缘材料。第一热电偶在第二矿物绝缘电缆部分的第一端附近形成在第一多个热电偶导体中的至少一个与第二多个热电偶导体中的一个热电偶导体之间。第二热电偶在第二矿物绝缘电缆的第二端附近形成在第二多个热电偶导体中的至少两个热电偶导体之间。护套操作性地耦合到第一矿物绝缘电缆部分和第二矿物绝缘电缆部分并连接第一矿物绝缘电缆部分和第二矿物绝缘电缆部分，护套的内部的一部分填充有非导电材料。

附图说明

图1是本发明的实施例特别有用的温度测量组件的图解示图。

图2是本发明的实施例特别有用的管道皮肤测量组件的图解示图。

图3是过程流体温度测量组件的设备电子装置的框图。

图4A和图4B是根据本发明的实施例的用于非侵入式过程流体温度测量系统的热通量传感器的图解截面图。

图5A至图5D是根据本发明的实施例的热电偶配置的变型。

图6A和图6B是根据本发明的另一实施例的用于非侵入式过程流体温度测量系统的热通量传感器的图解截面图。

图7是根据本发明的实施例的制造热通量传感器的方法的流程图。

具体实施方式