彈簧加載的溫度傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種溫度傳感器，包括溫度探針、適配器、彈性裝置和視覺指示器。溫度探針包括設置在溫度探針末端處的溫度感測裝置。適配器圍繞溫度探針的一部分，使得溫度探針在長度方向上在適配器內(nèi)移動。適配器包括物理基準。彈性裝置適于在適配器和溫度探針之間產(chǎn)生作用力。作用力基于溫度探針在適配器內(nèi)的位置而變化。視覺指示器設置在溫度探針的表面上。視覺指示器與物理基準的對齊對應于由彈性裝置產(chǎn)生的期望的作用力。
【專利說明】
彈簧加載的溫度傳感器

【技術領域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及用于工業(yè)過程的溫度感測組件。特別地，本發(fā)明涉及一種用于熱電偶套管的溫度傳感器。

【背景技術】
[0002]工業(yè)過程溫度檢測部件可以被用于感測流過管道或包含在容器內(nèi)的流體的溫度。溫度感測組件包括溫度傳感器，并且還可以包括熱電偶套管。溫度傳感器包括溫度探針，溫度探針具有位于在探針末端處或附近的溫度傳感裝置。探針末端可以被插入到延伸進入熱電偶套管的孔中，以物理地接觸熱電偶套管的底部。熱電偶套管被設計成與流體物理接觸，以保護熱電偶套管內(nèi)的溫度傳感器免受來自流體的例如沖擊、腐蝕等造成的物理損壞，同時在流體和溫度傳感器探針末端之間有效地傳導熱量。探針末端和熱電偶套管的底部之間缺少物理接觸會降低傳導效率，導致溫度傳感器對流體溫度變化的響應速度變慢，并且還可能引起溫度讀數(shù)的誤差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的實施例是一種溫度傳感器，包括溫度探針、適配器、彈性裝置以及視覺指示器。溫度探針包括設置在溫度探針末端處的溫度感測傳感裝置。適配器圍繞溫度傳感器的部分，使得溫度傳感器在長度方向上在適配器內(nèi)移動。適配器包括物理基準。彈性裝置適于在適配器和溫度探針之間產(chǎn)生作用力。作用力基于溫度探針在適配器內(nèi)的位置而變化。視覺指示器設置在溫度探針的表面上。視覺指示器與物理基準的對齊對應于由彈性裝置產(chǎn)生的期望的作用力。
[0004]本發(fā)明的另一個實施例是一種包括熱電偶套管和溫度傳感器的溫度感測組件。熱電偶套管具有近端和遠端，并且包括從近端延伸到鄰近遠端的底部的孔。溫度傳感器被連接到熱電偶套管的近端。溫度傳感器包括溫度探針、圍繞溫度探針的一部分的適配器、彈性裝置和物理基準。溫度探針包括設置在溫度探針末端處的溫度傳感裝置和在溫度探針的表面上的視覺指示器。溫度探針設置在熱電偶套管的孔內(nèi)。適配器將傳感器連接到熱電偶套管的近端。溫度探針能夠沿長度方向相對于適配器移動。彈性裝置適于在適配器和溫度探針之間產(chǎn)生作用力，以推動溫度探針末端遠離適配器。作為溫度探針末端和熱電偶套管的底部之間的物理接觸的結果的、溫度探針末端朝向適配器并且克服彈性裝置的作用力的運動，導致溫度探針的視覺指示器與物理基準對齊，以提供溫度探針末端和熱電偶套管的底部之間的物理接觸的指示。
[0005]本發(fā)明的還另一個實施例是在溫度探針末端不容易被觀察的情況下確定彈簧加載的溫度傳感器的溫度探針的加裝狀態(tài)的方法。該方法包括安裝溫度傳感器。接著，觀察溫度探針的表面上的視覺指示器和溫度傳感器上的物理基準是否對齊。然后，基于視覺指示器和物理基準的相對位置確定溫度探針的加載狀況。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是體現(xiàn)本發(fā)明的溫度感測組件的透視圖。
[0007]圖2A和2B是圖1的溫度感測組件的溫度傳感器的剖視圖，其描繪了具有在適配器的端部處的物理基準的實施例。
[0008]圖3是另一個實施例的透視圖，其包括物理基準是觀察口，溫度傳感器通過觀察口可見。
[0009]圖4A和圖4B是圖3的實施例的溫度傳感器的透視圖，其包括可移動的套環(huán)，使得觀察口可有選擇性地被可移動套環(huán)密封。
[0010]圖5A和圖5B是圖3的實施例的剖視圖，其描繪了適配器的穿過抵靠彈性裝置的溫度探針移動，導致溫度探針的視覺指示器與適配器的物理基準可視地對準。
[0011]圖6是剖面圖，描繪了另一個溫度傳感器實施例，該實施例包括觀察口，溫度傳感器通過觀察口可見，并且還包括螺紋連接到觀察口以密封觀察口的蓋。
[0012]圖7示出另一個溫度傳感器實施例，該實施例包括觀察口，溫度傳感器通過觀察口可見，并且還包括鉸接蓋，使得觀察口有選擇地通過鉸接蓋密封。
[0013]圖8示出另一個溫度傳感器實施例，該實施例包括觀察口，溫度傳感器通過觀察口可見，并且觀察口由透明窗密封。
[0014]圖9是描繪了另一個溫度傳感器實施例的橫截面，其中適配器包括第一部件和第二部件，第一部件包括彈性裝置并且第二部件包括物理基準。
具體實施例
[0015]溫度傳感器探針末端和熱電偶套管的底部之間的物理接觸是實現(xiàn)對流體溫度變化的快速測量響應并且保持溫度讀數(shù)的期望精度的重要因素。幫助確保物理接觸的一種方法是在溫度傳感器中包括諸如彈簧的彈性裝置。彈性裝置適于在溫度探針和連接到熱電偶套管的適配器之間產(chǎn)生作用力，以推動或裝載探針末端與熱電偶套管底部物理接觸。通常，這種“彈簧加載的”溫度傳感器包括具有長度超過熱電偶套管孔的長度的溫度探針，以確保彈性裝置的操作以及探針末端在孔的端部處接觸熱電偶套管底部。這種裝置可以確保在探針末端和熱電偶套管的底部之間在整個振動和溫度條件范圍內(nèi)的足夠的物理接觸，溫度部件預期在所述振動和溫度條件范圍內(nèi)操作。
[0016]因為熱電偶套管通常比溫度傳感器耐用，因此溫度感測組件可能需要周期性地更換溫度傳感器。更換溫度傳感器的溫度探針可能不如原始溫度探針一樣長，并且可能不足以長到接觸溫度計套管底部和操作彈性裝置。這可能導致探針末端和熱電偶套管的底部之間缺少物理接觸。然而，由于探針在熱電偶套管孔內(nèi)，因此探針末端和熱電偶套管的底部之間的物理接觸無法直接觀察。因此，當前不存在可用來查證探針末端和熱電偶套管的底部之間的物理接觸的方法。這可能導致不期望的較差溫度傳感器的性能。本發(fā)明的實施例用彈簧加載的溫度傳感器克服這個問題，所述彈簧加載的溫度傳感器在溫度探針上具有視覺指示器和物理基準，所述視覺指示器與所述物理基準相比較，以在溫度探針和固體表面之間的物理接觸不容易觀察時驗證溫度傳感器探針末端和固體表面(諸如熱電偶套管的底部)之間的物理接觸。
[0017]圖1是體現(xiàn)本發(fā)明的溫度感測組件的透視圖。溫度感測組件10包括熱電偶套管12、溫度傳感器14和可選的電氣殼體16。電氣殼體16可以包括將溫度感測組件10電連接到控制或監(jiān)視系統(tǒng)(未示出)的諸如接線板或變送器電子元件(未示出)的電氣設備。熱電偶套管12是設計成用于容納和保護溫度傳感器14免受被測量的流體的包括振動、沖擊、腐蝕和磨損在內(nèi)的有害影響的堅固的保護性護套。溫度傳感器14沿其軸線插入熱電偶套管12并且熱電偶套管12被插入含有被測量流體的過程容器(未示出)。
[0018]圖2A和2B是溫度感測組件10的包括熱電偶套管12和溫度傳感器14的一部分的剖視圖，。如圖2A和2B中所示，溫度計套管12大致是在近端17處開口的中空圓柱體，并且包括內(nèi)孔18、底部20和內(nèi)螺紋22?？?8沿著熱電偶套管12的長度從近端17軸向地延伸到底部20。底部20是熱電偶套管12的鄰近遠端23的內(nèi)表面。內(nèi)螺紋22設置在近端17處。
[0019]根據(jù)這一個實施例，溫度傳感器14包括溫度探針24、適配器26和彈性裝置28。如圖所示，彈性裝置28可以是一個彈簧。溫度探針24大致是中空圓柱體，并且包括布置在探針末端32處的溫度傳感裝置30、傳感器導線34、探針凸緣36和視覺指示器38。傳感器導線34從溫度檢測裝置30延伸，穿過溫度探針24的長度，并且在與探針末端32相反的端部處從溫度探針24露出。溫度傳感裝置30可以是，例如，熱電偶、熱敏電阻器或具有薄膜或繞線元件的電阻式溫度檢測器(RTD)。探針凸緣36從溫度探針24的外部向外凸出。視覺指示器38圍繞溫度探針24的外圓周延伸的容易看到的指示器。視覺指示器38例如可以是在溫度探針24的外部表面中的物理升高的或縮進的環(huán)，與溫度探針24的外表面有對比色的環(huán)(例如，涂帶)，或者連接到溫度探針24的外表面并且具有環(huán)狀特征的單獨部件。視覺指示標記38可以形成連續(xù)的環(huán)或例如虛線的斷續(xù)的環(huán)。
[0020]適配器26是中空的細長結構，包括腔壁40、火焰路徑(flame path)壁42和脊44。適配器26還包括位于熱電偶套管連接端48處的外部熱電偶套管連接螺紋46，和位于殼體連接端52處的外部殼體連接螺紋50。腔壁40形成腔，該腔從殼體連接端52在軸向方向上延伸穿過適配器26的一部分?；鹧媛窂奖?2從腔壁40延伸到熱電偶套管連接端48。脊44從殼體連接端52附近的腔壁40徑向向內(nèi)地突出。脊44例如可以是插入形成進入腔壁40的通道的保持環(huán)或扣環(huán)，或是通過機械加工或以其他方式形成在腔壁40上一體的特征。
[0021]溫度探針24部分地設置在適配器26內(nèi)和與適配器26同軸，使得腔壁40周向地環(huán)繞探針凸緣36，并且探針末端32從熱電偶套管連接端48突出。溫度探針24的一部分由火焰路徑壁42沿圓周方向圍繞，在火焰路徑壁42和溫度探針24之間形成間隙。電氣殼體16(圖1)可以被設計成滿足防爆等級的機構規(guī)定。如果來自電氣殼體16外部的爆炸性氣體進入電氣殼體16并且由內(nèi)部的電氣裝置點燃，則該間隙提供火焰路徑，任何由此產(chǎn)生的熱的氣體可以沿著該火焰路徑流動，同時將熱的氣體的溫度降低至不足以點燃電氣殼體16外側的揮發(fā)形氣氛的水平。
[0022]彈性裝置28設置在適配器26的脊44和探針凸緣36之間并且抵靠著適配器26的脊44和探針凸緣36起作用，使得彈性裝置28可以在適配器26和溫度探針24之間產(chǎn)生作用力。適配器26和溫度探針24之間的作用力根據(jù)適配器26內(nèi)的溫度探針24的位置變化。圖2A示出作為溫度探針24的探針末端32的溫度傳感器14，其被插入熱電偶套管12的孔18，但是沒有完全安裝。如圖2A所示，探針末端32不與底部20物理接觸，從而彈性裝置28操作以推動溫度探針24的探針末端32遠離適配器26的熱電偶套管連接端48，直到探針凸緣36達到由腔壁40形成的腔的端部。隨著溫度探針24被進一步插入孔18中，適配器26的外部熱電偶套管連接螺紋46在熱電偶套管12的近端17處與內(nèi)螺紋22螺紋結合，如圖2B中所示，使探針末端32與基體20物理接觸。隨著溫度探針24繼續(xù)旋入溫度計套管12，溫度探針24開始移動穿過適配器26并且抵靠彈性裝置28，改變由彈性元件28產(chǎn)生的適配器26和溫度探針24之間的作用力。這種運動使視覺指示器38朝向適配器26的殼體連接端52。
[0023]圖2B示出了完全安裝在熱電偶套管12中的溫度傳感器14。如圖2B所示，溫度探針24已經(jīng)穿過適配器26移動得足夠遠，使得視覺指示器38與殼體連接端52可視地對齊。在本實施例中，殼體連接端52用作適配器26的物理基準。通過觀察視覺指示器38與殼體連接端52之間的對齊，探針末端32和熱電偶套管12的底部20之間的物理接觸被驗證。如果視覺指示器38沒有與物理基準、殼體連接端52可視地對齊，可以推斷探針末端32和底部20之間缺少物理接觸，即使探針末端32和熱電偶套管12的底部20之間的物理接觸沒被直接觀察到。
[0024]在一些實施例，視覺指示器38沒有可視地與殼體連接端52對齊，探針末端32沒有物理地接觸底座20，并且沒有克服彈性裝置28的穿過適配器26的溫度探針24的運動。這可能會在例如溫度傳感器14在不同的長度上可用并且選擇錯誤長度用于熱電偶套管12的情況下發(fā)生。在其他實施例中，視覺指示器38沒有可視地與殼體連接端52對齊，并且探針末端32確實物理地接觸底座20，但是溫度探針24克服彈性裝置28穿過適配器26的運動不足以在適配器26和溫度探針24之間產(chǎn)生足以在溫度部件10預期工作的振動和溫度條件的整個范圍內(nèi)在探針末端32和底部20之間保持物理接觸的期望的作用力。例如，這可能會在孔18的長度在用于熱電偶套管12的制造公差之外變化的情況下發(fā)生。視覺指示器38沿著溫度探針24的表面定位，使得視覺指示器38與殼體連接端52之間的視覺對齊指示適配器26和溫度探針24之間的彈性裝置28的操作足以產(chǎn)生期望的作用力，從而確保在溫度部件10期望操作的振動和溫度條件的整個范圍內(nèi)在探針末端32和底部20之間保持物理接觸。
[0025]一旦通過觀察視覺指示器38與殼體連接端52之間的對齊，發(fā)現(xiàn)溫度探針24被充分地加載，電氣殼體16(圖1)可以任選地通過螺紋地結合外部殼體連接螺紋50安裝在殼體連接端部52處。如果通過觀察視覺指示器38與殼體連接端52沒有對齊，發(fā)現(xiàn)溫度探針24沒有被充分地加載，則溫度傳感器14可以被替換。
[0026]圖3是本發(fā)明的實施例的透視圖，其中物理基準是觀察口，通過觀察口可以看見溫度傳感器探針。溫度感測組件I1包括熱電偶套管12、溫度傳感器114和可選的電氣殼體16。關于熱電偶套管12和電氣殼體16的描述見上文中結合參照圖1、圖2A和2B所作的描述。
[0027]圖4A和圖4B是圖3的實施例的溫度傳感器114的透視圖。溫度傳感器114類似于上述溫度傳感器14，其中相似的附圖標記指代相似的特征。溫度傳感器114包括溫度探針24和適配器126。適配器126包括觀察口 154、套環(huán)螺紋156和可移動的套環(huán)158。在本實施例中，觀察口 154用作適配器126的物理基準，而不是如參照圖2A和2B描述的殼體連接端52。觀察口 154是進入適配器126的徑向開口，溫度探針24透過所述徑向開口是可見的。可移動的套環(huán)158包括接合到套環(huán)螺紋156以覆蓋和密封觀察口 154的螺紋。圖4A圖示了可移動的套環(huán)158從套環(huán)螺紋156脫開螺紋連接，使得適配器126內(nèi)的溫度探針24可通過觀察口 154看到。圖4B示出了可移動的套環(huán)158擰在套環(huán)螺紋156上，使得觀察口154被覆蓋和密封以提供環(huán)境屏障。
[0028]對于這個實施例，至少一個觀察口 154是必要的，但是為了便于使用可以采用一個或更多個額外的觀察口 154。如圖4A中所示的多個觀察口 154提供了用于觀察溫度探針24的額外的物理基準。所有觀察端口 154可以被可移動的套環(huán)158覆蓋和密封。
[0029]圖5A和圖5B是圖3的實施例的剖視圖，示出了溫度探針24克服彈性裝置28穿過適配器126的運動導致溫度探針24的視覺指示器38與適配器126的物理基準可視地對齊，其中所述物理基準是觀察口 154。
[0030]適配器126是大致中空的長形結構，還包括腔壁140、火焰路徑壁142和脊144。腔體壁140形成在軸向方向上從熱電偶套管連接端48延伸通過適配器126的一部分的腔?；鹧媛窂奖?42從由腔壁140形成的腔延伸朝向殼體連接端部52。脊144從熱電偶套管連接端48附近的腔體壁140徑向向內(nèi)地突出。
[0031]溫度探針24部分地設置在適配器126內(nèi)并且與適配器126同軸，使得腔壁140周向地圍繞探針凸緣36，并且探針末端32從熱電偶套管連接端48突出。如參照圖2A和2B在上文中描述的實施例一樣，形成火焰路徑，熱的氣體可以沿著所述火焰路徑從電氣殼體16流動，同時將熱的氣體的溫度降低到不足以點燃揮發(fā)性氣氛的水平。溫度探針24的一部分由火焰路徑壁142周向地圍繞，在火焰路徑壁142和溫度探針24之間形成間隙，提供期望的火焰路徑。在本實施例中，因為火焰路徑位于電氣殼體16與物理基準(觀察口 154)之間，因此觀察口 154和可移動的套環(huán)158不必設計成必須滿足防爆等級的機構規(guī)定。
[0032]彈性裝置28設置在適配器126的脊144和探針凸緣36之間，并且抵靠著適配器126的脊144和探針凸緣36作用，使得彈性裝置28可以在適配器126和溫度探針24之間施加作用力。適配器126和溫度探針24之間的作用力可基于適配器126內(nèi)溫度探針24的位置而變化。圖5A示出如下情況，其中雖然溫度傳感器114被完全安裝進入熱電偶套管12，但探針末端32與底部20沒有物理接觸，這是由于例如孔18和溫度探針24之間的長度不匹配。缺少接觸導致溫度探針24沒有通過適配器126克服彈性裝置28的運動。因此，視覺指示器38不與觀察口 154對齊，這通過將可移動的套環(huán)158從套環(huán)螺紋156脫開以露出觀察口 154的方式很容易觀察到。在觀察到視覺指示器38不與觀察口 154對齊后，溫度傳感器114可以被更換，因為不對齊表明適配器126與溫度探針24之間的彈性裝置28的操作不足以在溫度部件110的預期工作的振動和溫度條件整個范圍內(nèi)產(chǎn)生確保探針末端32和底部20之間的物理接觸的期望的作用力。
[0033]圖5B示出了如下情形，即一旦溫度傳感器114被完全安裝進入熱電偶套管1，適配器126和溫度探針24之間的彈性裝置28的操作就足以在溫度部件110預期工作的振動和溫度條件整個范圍內(nèi)產(chǎn)生足以確保探針末端32和底部20之間的物理接觸的期望的作用力。在圖5B中，溫度探針24已經(jīng)穿過適配器126移動了足夠遠的距離，使得視覺指示器38視覺地對齊觀察口 154，這可以通過使可移動的套環(huán)158從套環(huán)螺紋156脫開螺紋連接以露出觀察口 154的方式很容易地觀察到。通過觀察口 154觀察視覺指示器38，由適配器126與溫度探針24之間的彈性元件28產(chǎn)生的作用力被證實足以在溫度部件110預期工作的振動和溫度條件的整個范圍內(nèi)確保探針末端32和底部20之間的物理接觸。
[0034]圖6是剖面圖，示出包括觀察口的另一個溫度傳感器實施例，溫度傳感器通過觀察口可見，并且該實施例還包括螺紋連接到觀察口以密封觀察口的蓋。溫度傳感器214類似于上文描述的溫度傳感器114，其中用相似附圖標記指代相似的特征。溫度傳感器214包括溫度探針24和適配器226，而不是適配器126。適配器226包括觀察口 254和螺紋蓋258。觀察口 254與觀察口 154相同，除了其包括用于結合螺紋蓋258的螺紋。溫度傳感器214的操作與上述溫度傳感器114相同，除了視覺指示器38和觀察口 254之間的對齊是通過從觀察口 254擰開并移除螺紋蓋258之后才被觀察到的。
[0035]圖7示出另一個溫度傳感器實施例，該實施例包括觀察口，溫度傳感器通過觀察口可見，并且該實施例還包括鉸接蓋，使得觀察口可通過鉸接蓋有選擇地被可密封。溫度傳感器314類似于上述溫度傳感器114，并且包括適配器326，而不是適配器126。適配器326包括觀察口 154、鉸鏈蓋358和鉸鏈360。鉸鏈蓋358可以圍繞鉸鏈360轉(zhuǎn)動，以根據(jù)需要暴露出和覆蓋觀察端口 154，以便觀察視覺指示器38和觀察口 154之間的對齊。溫度傳感器314的操作與上述溫度傳感器114是相同的，除了視覺指示器38和觀察口 154之間的對齊通過圍繞鉸鏈360轉(zhuǎn)動鉸鏈蓋358以露出觀察口 154的方式被觀察。鉸鏈蓋358可包括凹座以定位在觀察口 154內(nèi)，用足夠的作用力將定鉸鏈蓋358固定在關閉位置，以提供外圍環(huán)境保護所需的水平。鉸鏈360可以是穿過鉸鏈蓋358的一部分并插入適配器326的鉚釘。
[0036]圖8示出另一個溫度傳感器實施例，該實施例包括觀察口，溫度傳感器通過觀察口可見，還包括透明的窗口以密封觀察口。溫度傳感器414類似于上述溫度傳感器114，并且包括適配器426,而不是適配器126。適配器426包括觀察口 154、窗口 458和窗框460。窗口 458是密封玻璃或類似透明材料。窗口 458固定在窗框460內(nèi)。窗框460連接到適配器426，使得觀察口 154和溫度探針24通過窗口 458可見。窗框460可以根據(jù)需要連接到適配器426，以通過例如激光焊接或TIG焊接提供期望的環(huán)境保護水平。溫度傳感器414的操作與上述溫度傳感器114相同，除了視覺指示器38和觀察口 154之間的對齊只有通過窗口 458才能觀察到。
[0037]圖9是截面圖，圖示本發(fā)明的實施例，其中適配器包括第一部件和第二部件。彈性裝置適于在第一部件和溫度探針之間操作。第二部件包括作為物理基準的觀察口，溫度傳感器通過觀察口可見。溫度傳感器514類似于參照圖2A和2B如上描述的溫度傳感器14，并且包括適配器526，而不是適配器26。適配器526包括第一部件562和第二部件564。這樣的雙部件適配器結構對于增加在電氣殼體16內(nèi)的溫度敏感電子元件和由溫度探針24感測的高溫環(huán)境之間的距離而言是有用的。此外，第一部件562和第二部件564通過有利于定向電氣殼體16(圖1)的螺紋連接彼此連接。
[0038]第一部件562類似于參照圖2A和2B如上描述的適配器26，除了第一部件562不包括物理基準。第一部件562是大致中空的細長結構，包括腔壁40、火焰路徑壁42和脊44。第一部件562還包括在殼體連接端52處的外部殼體連接螺紋50。腔壁40形成在軸向方向上從殼體連接端52延伸穿過第一部件562的一部分的腔。脊44從殼體連接端52附近的腔壁40徑向向內(nèi)突出。
[0039]第二部分564是大致中空的細長結構，包括觀察口 554、腔壁566和位于延伸連接端570處的內(nèi)部延伸連接螺紋568。腔壁566形成在軸線方向從第一部件562延伸穿過第一部件562的腔體。內(nèi)部延伸連接螺紋568用于螺紋結合螺紋延長管(未示出)。螺紋延長管也在與延伸連接端570相對的端部處螺紋連接溫度計套管12的內(nèi)部螺紋22 (圖2A和2B)。這樣的布置使電氣殼體16(圖1)中的任何電子元件延伸遠離電偶套管12經(jīng)受的熱環(huán)境。觀察口 554是進入第二部件564的徑向開口，溫度探針24通過觀察口 554可見。
[0040]溫度探針24部分地設置在第一部件562和第二部件564內(nèi)，并且與第一部件562和第二部件564同軸，使得腔壁40周向地圍繞探針凸緣36，并且包括探針末端32的溫度探針24的端部從延伸連接端570突出。溫度探針24的部分被火焰路徑壁42周向地圍繞，并在火焰路徑壁42和溫度探針24之間形成間隙。
[0041]彈性裝置28設置在第一部件562的脊44和探針凸緣36之間并且抵靠著第一部件562的脊44和探針凸緣36作用，使得彈性裝置28可以在第一部件562和溫度探針24之間施加作用力。第一部件562和溫度探針24之間的作用力基于第一部件562內(nèi)的溫度探針24的位置而變化。圖9顯示完全安裝的的溫度傳感器514，使得溫度探針24已經(jīng)穿過適配器526移動得足夠遠，以至于視覺指示器38與觀察口 554可視地對齊。通過比較視覺指示器38與觀察口 554，第一部件562和溫度探針24之間的彈性裝置28的操作足以在整個振動和溫度條件的預期范圍內(nèi)確保探針末端32和熱電偶套管12的底部20之間的物理接觸被驗證。觀察口 554可以通過采用上文中結合觀察口 154、觀察口 254(圖6)、觀察口354 (圖7)或觀察口 454 (圖8)所描述的任何設備(圖4A和4B)而被覆蓋并密封，以提供環(huán)境屏障。
[0042]雖然上述實施例示出使用熱電偶套管的溫度傳感器，本領域技術人員將理解，本發(fā)明的實施例不限于熱電偶套管應用。實施本發(fā)明的溫度傳感器在需要溫度探針末端與固體表面之間的物理接觸并且這種接觸不容易看見的任何應用中都是有用的。此外，雖然上述實施例示出用于采用螺旋彈簧作為彈性裝置的溫度傳感器，但可以理解的是，本發(fā)明包括采用等同裝置(例如，壓縮或拉伸的彈性體聚合物彈簧，或螺旋結構以外的其它彈簧)的實施例。
[0043]通過采用具有位于溫度探針上的視覺指示器和與視覺指示器作比較的物理基準的彈簧加載的溫度傳感器，本發(fā)明的實施例克服了驗證溫度傳感器的探針末端和固體表面之間的物理接觸的問題。如果視覺指示器沒有與物理基準視覺地對齊，可以推斷探針和固體表面之間缺少物理接觸。視覺指示器和物理基準之間的不對齊可能表明溫度探針克服彈簧或彈性裝置的運動不足以產(chǎn)生能夠在裝配有溫度傳感器的溫度組件的期望操作的整個振動和溫度條件范圍內(nèi)保持探針末端與固體表面之間的物理接觸的加載作用力。
[0044]雖然已經(jīng)參照示例性實施例描述本發(fā)明，本領域技術人員可以理解，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可以進行各種變化，并且等同物可以代替其元件。此外，可以進行許多修改，以使特定的情況或材料到適應本發(fā)明的教導而不偏離其基本范圍。因此，其意圖是，本發(fā)明并不限于公開的特定實施例，而是本發(fā)明將包括落入所附權利要求的范圍內(nèi)的全部實施例。
【權利要求】
1.一種在溫度傳感器組件中使用的溫度傳感器，所述傳感器包括: 溫度探針，該溫度探針包括設置在溫度探針末端處的溫度感測裝置； 適配器，該適配器圍繞溫度探針的一部分，溫度探針能夠在適配器內(nèi)沿長度方向移動，所述適配器包括物理基準； 彈性裝置，該彈性裝置適于在適配器和溫度探針之間產(chǎn)生作用力，所述作用力能夠基于溫度探針在適配器內(nèi)的位置而變化；和 視覺指示器，該視覺指示器被設置在溫度探針的表面上，其中視覺指示器與物理基準的對齊與由彈性裝置產(chǎn)生的期望的作用力相對應。
2.根據(jù)權利要求1所述的傳感器，其中由彈性裝置產(chǎn)生的期望的作用力足以在溫度傳感器預期工作的振動和溫度條件的整個范圍內(nèi)維持溫度探針末端和固體表面之間的物理接觸。
3.根據(jù)權利要求1所述的傳感器，其中物理基準是適配器的端部。
4.根據(jù)權利要求1所述的傳感器，其中物理基準是觀察口，通過所述觀察口可以看到溫度探針。
5.根據(jù)權利要求4所述的傳感器，其中觀察口由透明窗密封。
6.根據(jù)權利要求4所述的傳感器，其中適配器還包括鉸接的蓋，使得觀察口能夠被鉸接的蓋有選擇地密封。
7.根據(jù)權利要求4所述的傳感器，還包括可移動的套環(huán)，使得觀察口能夠被可移動的套環(huán)有選擇地密封。
8.根據(jù)權利要求4所述的傳感器，還包括螺紋結合到觀察口中以密封觀察口的蓋。
9.根據(jù)權利要求4所述的傳感器，其中適配器進一步包括: 用于連接到電氣殼體的端部；和 火焰路徑，該火焰路徑位于觀察口和用于連接到電氣殼體的所述端部之間。
10.根據(jù)權利要求1所述的傳感器，其中適配器進一步包括一個或更多個額外的物理基準。
11.根據(jù)權利要求1所述的傳感器，其中適配器包括第一部件和連接到第一部件的第二部件，使得彈性裝置適于在第一部件與溫度探針之間產(chǎn)生作用力，并且第二部件包括所述物理基準。
12.一種溫度感測組件，包括: 熱電偶套管，該熱電偶套管具有近端和遠端，所述熱電偶套管包括從近端延伸到鄰近遠端的底部的孔； 溫度傳感器，該溫度傳感器被連接到熱電偶套管的近端，所述溫度傳感器包括: 溫度探針，所述溫度探針包括: 溫度感測裝置，該溫度感測裝置設置在溫度探針末端處， 所述溫度探針設置在熱電偶套管的孔內(nèi)；和 視覺指示器，該視覺指示器位于溫度探針的表面上； 適配器，該適配器圍繞溫度探針的一部分，溫度探針能夠沿長度方向相對于適配器移動，適配器將傳感器連接到熱電偶套管的近端； 彈性裝置，該彈性裝置適于在適配器和溫度探針之間產(chǎn)生作用力，以推動溫度探針末端遠離適配器；和 物理基準，其中作為溫度探針末端與熱電偶套管的底部之間的物理接觸的結果而使溫度探針末端朝向適配器并克服彈性裝置的作用力的運動，導致溫度探針的視覺指示器與物理基準對齊，以提供關于溫度探針末端與熱電偶套管的底部之間的物理接觸的指示。
13.根據(jù)權利要求12所述的組件，其中視覺指示器與物理基準的對齊進一步表明，由彈性裝置產(chǎn)生的作用力足以在所述組件預期工作的振動和溫度條件的整個范圍內(nèi)維持溫度探針末端與熱電偶套管的底部之間的物理接觸。
14.根據(jù)權利要求12所述的組件，其中物理基準是適配器的端部。
15.根據(jù)權利要求12所述的組件，其中物理基準是在適配器上的觀察口，通過觀察口可以看到溫度探針。
16.根據(jù)權利要求15所述的組件，其中觀察口由透明窗密封。
17.根據(jù)權利要求15所述的組件，還包括螺紋連接到觀察口中以密封觀察口的蓋。
18.根據(jù)權利要求15所述的組件，還包括可移動的套環(huán)，使得觀察口能夠被可移動的套環(huán)有選擇地密封。
19.根據(jù)權利要求15所述的組件，其中適配器還包括位于觀察口和適配器的與所述熱電偶套管相反的端部之間的火焰路徑。
20.根據(jù)權利要求12所述的組件，其中適配器包括第一部件和連接到第一部件的第二部件，使得彈性裝置在第一部件與溫度探針之間操作，并且第二部件包括所述物理基準。
21.一種在不易觀察溫度探針末端的情況下確定彈簧加載的溫度傳感器的溫度探針的加裝狀態(tài)的方法，所述方法包括: 安裝溫度傳感器； 觀察溫度探針的表面上的視覺指示器與溫度傳感器上的物理基準是否對齊；和 基于視覺指示器與物理基準的相對位置確定溫度探針的加載狀態(tài)。
22.根據(jù)權利要求21所述的方法，其中確定加載狀態(tài)的步驟包括當視覺指示器與物理基準對齊時確定溫度探針被足夠地加載，或者在視覺指示器與物理基準不對齊時確定溫度探針可能沒有被足夠地加載。
23.根據(jù)權利要求21所述的方法，其中觀察溫度探針的表面上的視覺指示器與物理基準是否對齊的步驟包括打開溫度傳感器上的觀察口，通過所述觀察口可以看到視覺指示器，并且所述觀察口為所述物理基準。
【文檔編號】G01K1/08GK104132741SQ201410181446
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權日:2013年5月1日
【發(fā)明者】安德魯·約翰·科茲曼, 安德魯·史蒂文·德爾克, 凱爾·史蒂文·沃倫, 艾倫·約翰·卡森, 迪爾克·維利·鮑施科 申請人:羅斯蒙特公司