监测装置及安装监测装置的方法与流程

本发明涉及机械设备的在线监测技术领域，尤其涉及一种监测装置。

背景技术：

在工业现场，对于关键的机械设备，往往配备在线监测传感器，以便时时监测设备的运行状态，进行预测性维护，防止设备的重大安全隐患或停产事故的发生。其中，具有复合功能的传感器，例如振动加温度测量传感器，在设备监测中担当重要角色。这类传感器集加速度振动和温度测量于一体，对体积紧凑、整体可靠性、环境适应性等有较高要求。由于这些传感器自身也需要定期维护或校准，所以需要具有便于拆卸的结构。

然而，受制于现场纷繁复杂的被测设备，传感器的安装方式和安装位置会根据不同的被测设备而变化。在设计、制造被测设备的过程中，往往不会提前预留传感器的安装位置，此外，现场也不允许对这些重要设备进行电焊、机械钻孔等作业。因而，综合上述因素，通常在被测设备上通过胶粘剂固定一个安装座，再将传感器壳体与安装座用螺栓刚性固定，从而能实现方便传感器的拆卸更换。

但现有的与安装座连接的传感器，其温度敏感元件通常安装在传感器壳体内，从而设备表面的热能需经过胶粘剂、整个安装座以及传感器的外壳才能传到壳体内的温度敏感元件，并继续向传感器其余部分和环境传递。这样，热能在传到温度敏感元件前经过了三个部件的三重热阻，且每个部件对环境还有一定的热能耗散，一方面会造成比较大的温度梯度以及较差的温度响应特性，另一方面会受到环境温度的影响，从而导致对设备温度监测的精确度和灵敏度均较差。

还有一种传感器，采用分体式结构，将温度敏感元件安装在传感器的壳体外部并与被测设备接触，这样由于温度敏感元件与传感器之间需要连接导线或连接器，需要进行防水措施，而且温度敏感元件本身的机械强度较差，还需要进一步防护，从而导致整体结构相对复杂，成本高，且不便于维护。

技术实现要素：

为此，本发明提供了一种测温探头，以解决或至少缓解上面存在的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种监测装置，用于监测被测设备，其中包括：安装座，所述安装座内贯通开设有连接孔；壳体，位于所述安装座的上端，所述壳体内设有朝向所述连接孔的连接槽；以及测温探头，其第一端与所述连接槽固定连接，第二端延伸穿过所述连接孔后与所述被测设备相抵。

可选地，在根据本发明的监测装置中，所述测温探头包括：空心杆，其第一端与所述连接槽固定连接，第二端与所述连接孔固定连接；弹性件，弹性顶抵在所述空心杆的下端与所述被测设备之间；以及温度敏感元件，布置在所述弹性件的内壁。

可选地，在根据本发明的监测装置中，所述空心杆为空心螺杆，所述连接孔和连接槽的内壁均设有内螺纹；所述空心螺杆的第一端与所述连接槽螺纹连接，所述空心螺杆的第二端与所述连接孔螺纹连接。

可选地，在根据本发明的监测装置中，所述弹性件包括底板，所述底板与所述被测设备相抵；所述温度敏感元件固定在所述底板上。

可选地，在根据本发明的监测装置中，所述弹性件为环形，且所述弹性件的外径小于所述连接孔的内径。

可选地，在根据本发明的监测装置中，所述弹性件为鼓形的弹性圆环。

可选地，在根据本发明的监测装置中，所述弹性件为金属波纹管。

可选地，在根据本发明的监测装置中，所述弹性件焊接固定在所述空心杆的下端。

可选地，在根据本发明的监测装置中，所述空心螺杆的外壁凸设有限位凸台，所述壳体与安装座的交接处设有限位凹槽，所述限位凸台卡设在所述限位凹槽内。

可选地，在根据本发明的监测装置中，所述空心螺杆的第一端设有便于旋入所述连接槽内的一字凹槽。

可选地，在根据本发明的监测装置中，安装在所述壳体内的第二敏感元件。

可选地，在根据本发明的监测装置中，所述第二敏感元件为振动敏感元件。

可选地，在根据本发明的监测装置中，所述安装座与所述被测设备的表面之间通过设置胶层固定；所述安装座内安装有永磁体。

根据本发明的又一个方面，还提供了一种安装监测装置的方法，包括步骤：

s1：将安装座固定在被测设备表面；

s2：将测温探头的第一端与壳体固定连接，以便测温探头固定安装在壳体上；以及

s3：将测温探头的第二端与安装座固定连接，以便与测温探头连接的壳体固定在安装座上，且所述第二端延伸至穿过所述安装座并与所述被测设备相抵。

可选地，在根据本发明的安装监测装置的方法中，所述安装座内贯通开设有连接孔，所述壳体内设有朝向所述连接孔的连接槽；所述测温探头的第一端与所述连接槽螺纹连接，所述测温探头的第二端与所述连接孔螺纹连接。

可选地，在根据本发明的安装监测装置的方法中，所述安装座通过施胶固定在被测设备表面，且所述安装座与所述被测设备表面之间形成胶层。

根据本发明的技术方案，提供了一种监测装置，包括壳体、安装座和测温探头，壳体通过测温探头与安装座固定连接，且测温探头从壳体下端延伸至穿过安装座后与被测设备相抵，从而降低热量在安装座内的热耗散。其中，测温探头包括空心螺杆、弹性顶抵在空心螺杆与被测设备之间的弹性件、紧贴在弹性件的底板内侧的温度敏感元件，通过弹性件的底板能紧紧顶抵在被测设备上，能最大程度地减小被测设备到温度敏感元件之间的热阻，降低热耗散，从而使本发明的监测装置对温度的监测更精确，且响应速度更快。此外，本发明的监测装置结构稳定，便于安装和维护。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本发明一个实施例的监测设备的结构示意图；

图2示出了根据本发明又一个实施例的监测设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如前文所述，现有技术中用于监测设备的监测传感器，在使用过程中或多或少存在一定的功能缺陷，因此本发明提出了一种性能更优化的用于监测设备的监测装置100。图1和图2分别示出了监测装置100的结构示意图，该监测装置100适于安装在被测设备300的表面。该监测装置100包括用于监测被测设备温度的测温探头150，此外，该监测装置100内还可以安装第二敏感元件160，从而在监测设备温度时能同步监测设备的其它性能。根据一个实施例，第二敏感元件160可以是振动敏感元件，从而能通过该振动敏感元件来监测被测设备的加速度，使监测装置100能同时监测被测设备的温度和加速度。但，本发明不限制第二敏感元件160的具体类型，也可以是监测设备其它性能的敏感元件，这里不再一一列举。

根据一个实施例，如图1所示，本发明中的监测装置100包括用来安装传感器的壳体110、安装座120以及测温探头150。安装座120用来将安装有传感器的壳体110安装到待测设备300上，安装座120固定在被测设备的表面，壳体110布置在安装座120上端，且壳体110与安装座120之间通过测温探头150固定连接。其中，测温探头150从壳体110内向下延伸至安装座120内固定，且测温探头150的下端延伸至穿过安装座120，从而测温探头150能直接与被测设备的表面相抵，由于不需要通过安装座120传递热量，避免了在安装座120上较多的热耗散，使测温探头150能够更准确灵敏地监测被测设备300的温度。

具体地，如图1所示，安装座120的中心位置贯通开设有连接孔125，壳体110的下端设有朝向连接孔125的连接槽115。测温探头150的第一端与壳体110的连接槽115固定连接，第二端延伸至穿过安装座120的连接孔125后与被测设备300相抵。

进一步地，测温探头150包括空心杆155以及位于空心杆155下端的温度敏感元件151，其中，空心杆155的第一端与连接槽115固定连接，空心杆155的第二端与连接孔125固定连接。优选地，空心杆155是空心螺杆，连接槽115与螺纹孔125的内壁设有与空心螺杆的外螺纹相配合的内螺纹，将空心螺杆155的第一端与连接槽115螺纹连接后，再将空心螺杆155的第二端与连接孔125螺纹连接，这样，壳体110通过空心螺杆155能与安装座120稳定地固定连接，从而尽量避免振动由安装座120传递到壳体110过程中的损失，而且通过螺纹连接的方式，便于拆卸。此外，通过将温度敏感元件151布置在空心螺杆155的内部的底面，将温度敏感元件151的信号线直接穿进传感器的壳体110内与控制器耦接，从而尽可能降低被测设备300的热量传递到温度敏感元件151过程中的热阻，减少热耗散。可见，通过上述设置，能尽量减少在监测被测设备过程中的热传递和振动传递的损耗，从而使监测装置100能更精确灵敏地监测设备的温度和加速度。

另外，如图1所示，空心螺杆155的外壁凸设有限位凸台156，壳体110与安装座120的交接处设有适于与限位凸台156相配合的限位凹槽，当空心螺杆155分别与壳体的连接槽115、安装座的连接孔125螺纹连接后，限位凸台156卡设止挡在上述限位凹槽内，能起到限位保护作用，从而避免空心螺杆155上移而造成测温探头150不能与被测设备紧密接触。空心螺杆155的第一端还设有一字凹槽，通过设置一字凹槽，使空心螺杆155更方便地旋入壳体的连接槽115内与其螺纹连接。

根据一个实施例，如图1和图2所示，测温探头150还包括弹性件152，弹性件152是空心结构。弹性件152弹性顶抵在空心螺杆155的下端与被测设备300之间，其中，弹性件152的上端通过焊接固定在空心螺杆155的下端，弹性件152的下端设有底板。温度敏感元件151布置在弹性件152的空腔内，并紧贴在弹性件152内的底板上，从而将温度敏感元件151密封在弹性件152，而且，弹性件152能对温度敏感元件151起到一定的防护作用。可以理解，通过空心螺杆155分别与壳体110的连接槽115、安装座120的连接孔125螺纹连接，使壳体110固定在安装座120上后，弹性件152在空心螺杆155和壳体110的压力作用下，因弹性变形而产生对空心螺杆155以及被测设备300的弹性恢复力，这样，弹性件152下端的底板能始终紧紧地顶抵在被测设备300的表面，避免了因贴合不紧密的缝隙造成的热耗散。

上述设置使被测设备的热量传递到温度敏感元件151仅需经过弹性件152的底板，而底板的厚度小于1mm，从而能最大程度地减小热量从被测设备300传到温度敏感元件151之间的热阻；此外，由于热量从温度敏感元件151传到壳体110需经过弹性件152和空心螺杆155，而弹性件152和空心螺杆155均为空心结构，导致热量从温度敏感元件151传到壳体110的热阻较大，从而传递到壳体110内的热量非常少，这也使温度敏感元件151的相对平衡温度偏差很小，从而使监测装置100对被测设备300的温度监测精度更高、响应更快速。

可选地，弹性件152为环形，且弹性件152的外径小于连接孔125的内径。这样，弹性件152在受压力变形时，安装座120的连接孔125内有足够的空间承受弹性件152的形变，使弹性件152具有足够的弹性恢复力，能稳定顶抵在空心螺杆155与被测设备300之间，从而使贴有温度敏感元件151的底板能始终紧紧地顶抵在被测设备300上。

在一个实施例中，如图1所示，弹性件152为弹性圆环，弹性圆环呈鼓形，其具有压缩弹性。可以理解，弹性圆环的最大外径位于其中间部位，且弹性圆环的最大外径小于连接孔125的内径。

在又一个实施例中，如图2所示，弹性件152为金属波纹管，金属波纹管同时具有压缩弹性和拉伸弹性。

根据一种实施方式，先将安装座120通过胶粘剂粘贴固定在被测设备300的表面，然而，在胶粘剂没有完全固化达到预定的粘接强度之前，需要对安装座120施加一定的压力使其与设备300完全固定，因此，在安装座120内嵌入安装永磁体124，通过永磁体124的磁力对安装座120施加压力，以便胶粘剂固化形成胶层123，使安装座120与被测设备300的表面通过该胶层123固定。然后通过空心螺杆155将壳体110固定安装在安装座120上，从而实现将整个监测装置100固定在被测设备300的表面。这里，胶层123使安装座120稳定地固定在被测设备300上并与被测设备300之间无缝接触。

具体地，安装座120下方的胶层123的厚度约为0.05mm，但由于安装座120内还安装有永磁体124，胶层123在施工过程中会受到永磁体124施加的压力，从而使胶层123的厚度会小于0.05mm，故，设定胶层123的厚度为d，则0＜d≤0.05mm。该胶层123自身的热阻非常微小，从而胶层123对温度敏感元件151的测温影响也非常微小，可以忽略。

需要说明的是，测温探头150在长度上具有可调节性，可以通过增加空心螺杆155的长度来增加整个测温探头150的长度。在具体实施过程中，可以在被测设备300的表面开孔，从而通过适当增加空心螺杆155的长度，使测温探头150在穿过安装座120后继续向下延伸至伸入被测设备300的孔内，使测温探头150的温度敏感元件151更接近热源，从而对被测设备300的关键部位的温度变化的监测更加精准。

根据本发明的又一个方面，还提供了一种安装监测装置100的方法，其中包括如下步骤：

s1：将安装座120通过施胶固定在被测设备300的表面，从而安装座120与被测设备300表面之间形成胶层123；

s2：将测温探头150的第一端与壳体110通过螺纹固定连接，以便将测温探头150固定安装在壳体110上；以及

s3：将测温探头150的第二端与安装座120通过螺纹固定连接，以便与测温探头150固定连接的壳体110也固定在安装座120上。

也就是说，测温探头150起到了连接壳体110与安装座120的作用，同时，测温探头150具有感应被测设备300的温度的温度敏感元件151。具体地，测温探头150包括空心螺杆155，安装座120内贯通开设有连接孔125，壳体110内设有朝向连接孔125的连接槽115，空心螺杆155的第一端与连接孔125螺纹连接，空心螺杆155的第二端与连接槽115螺纹连接。

通过上述安装方法，能方便地将监测装置100安装到被测设备300上，监测装置100的整体结构简单且稳定，十分便于维护。

a10、如a3或a9所述的监测装置，其中，所述空心螺杆的第一端设有便于旋入所述连接槽内的一字凹槽。a11、如a1-a10任一项所述的监测装置，其中，还包括，安装在所述壳体内的第二敏感元件。a12、如a11所述的监测装置，其中，所述第二敏感元件为振动敏感元件。a13、如a1-a12任一项所述的监测装置，其中，所述安装座与所述被测设备的表面之间通过设置胶层固定；所述安装座内安装有永磁体。b15、如b14所述的安装监测装置的方法，其中，所述安装座内贯通开设有连接孔，所述壳体内设有朝向所述连接孔的连接槽；所述测温探头的第一端与所述连接槽螺纹连接，所述测温探头的第二端与所述连接孔螺纹连接。b16、如b14或b15所述的安装监测装置的方法，其中，所述安装座通过施胶固定在被测设备表面，且所述安装座与所述被测设备表面之间形成胶层。

本说明书的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解。此外，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。