Основное предназначение – обеспечение контроля распределенных в пространстве профилей и полей температур в любых средах (газ, жидкость, грунт, металл, бетон, камень и др.) с одновременным измерением границ раздела сред с разным коэффициентом теплообмена (в частности – уровня).
Имеющийся задел:
– является авторской разработкой с патентами;
– изготовлен и испытан ряд экспериментальных образцов для жидких, сыпучих и твердых сред;
– некоторые образцы прошли длительные натурные испытания (более года).
Термопрофилемеры – распределенные непрерывные пространственные датчики температуры, первоначально представляющие из себя термочувствительные кабели длиной от нескольких см до десятков метров с заданным разрешением. Кроме профилей температур по траектории или площади укладки за счет динамики коэффициента теплообмена они одновременно обеспечивают измерение границ раздела и уровня в любых средах.
Пространственный профиль можно измерить сканированием точечным датчиком и цепочкой точечных датчиков. В первом случае возникает неустранимая погрешность временной изменчивости, во втором – погрешность непосредственной пространственной дискретизации. РТП измеряет мгновенно и непрерывно по всей траектории укладки, осуществляя обобщенную дискретизацию. Чувствительная часть датчика РТП не содержит электроники и может работать в любых условиях внешней среды, для которых существуют или могут быть созданы кабели с соответствующей защитной оболочкой. За счет этого обеспечивается высокая надежность кабеля-датчика до пределов механического износа, долговечность и простота постановки в труднодоступных или одноразоводоступных местах. В сравнении с оптоволоконными распределенными датчиками термопрофилемеры характеризуются более высокой точностью и надежностью.
Возможности использования РТП существуют во всех областях человеческой деятельности. Для получения достоверной информации при контроле полей и пространственных профилей температур приоритетней использовать распределенные датчики.
Знание точных конструктивных параметров измерительного кабеля датчика и положение в пространстве позволяет использовать РТП для контроля уровня и границ раздела сред. Для решения этой задачи используются известные и разработаны новые методы и алгоритмы, основанные на свойствах теплообмена датчика со средой, а также комбинации измерителя из одного или двух пассивных или активных распределенных датчиков.
При использовании термопрофилемеров исходными данными для вычисления уровня и границ раздела сред служат: градиент температур на участках распределенного датчика, параметры стационарного и динамического темплообмена со средами различной плотности и теплоемкости при естественной изменчивости или принудительном внутреннем нагреве чувствительных элементов измерителя (термоанемометрический принцип).
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Измерительная база и пространственное разрешение от см до сотен м
Стандартный диапазон измерения от -40 до 100 0С
Погрешность на участке менее 0,1 0С
Измерение уровня по всей длине датчика
ОСНОВНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
Промышленность и строительство:
– контроль полей температуры производственных помещений, производственных установок, строительных конструкций и др.;
– контроль уровня и температуры в емкостях с жидкими и сыпучими материалами.
Агропромышленность:
– контроль распределения температуры и уровня в зерновых элеваторах, овощехранилищах, холодильниках и др. в статике и динамике загрузки-выгрузки.
Энергетика:
– контроль полей температуры атомных реакторов, паровых котлов, турбин, теплопроводов, плотин гидроэлектростанций и др.;
– измерение температуры, уровня и границ раздела сред в трубопроводах и хранилищах.
Геология:
– контроль профиля температуры, уровня и границ раздела в скважинах, грунте и мерзлоте;
– контроль температурных режимов в ледниках.
Противопожарная безопасность:
– контроль температуры в сооружениях, транспорте, природе.
Экология, океанология и гидрология:
– измерения вертикальных профилей температуры, внутренних волн, тепловых выбросов, теплозапаса;
– измерение скоростей и направления течений;
– измерения уровня вод и поверхностного волнения.
Сельское хозяйство и метеорология:
– измерение профилей температуры воздуха, почвы и скорости ветра.
