传感设备及安装传感设备的方法与流程

本发明涉及机械设备的在线监测技术领域，尤其涉及一种传感设备。

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。而且，有些监测传感器的侧面设有向外凸出的连接器，在安装时，凸出的连接器可能会受到设备周围的障碍物的干涉。

现有的传感器，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。

此外，以上两种现有的传感器，不能调整传感器壳体相对于安装座的安装角度，从而其侧面凸出的连接器有可能受到设备周围的障碍物的干涉，导致传感器的安装有一定的限制。

技术实现要素：

为此，本发明提供了一种传感设备，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，提供了一种传感设备，用于监测被测设备，其中包括：安装座，适于固定在被测设备表面；壳体，所述壳体的侧面设有凸出结构，所述壳体布置在所述安装座上并适于相对所述安装座转动，以便调整所述凸出结构的朝向；以及测温探头，布置在所述壳体底端，所述测温探头延伸至穿过所述安装座后与所述被测设备相抵。

可选地，在根据本发明的传感设备中，所述安装座内贯通开设有通孔；所述壳体内设有朝向所述通孔的配合孔；所述测温探头的第一端与所述配合孔连通，第二端穿过所述通孔并与所述被测设备相抵，且所述测温探头与所述通孔的孔壁之间设有间隙。

可选地，在根据本发明的传感设备中，还包括：锁紧螺母，与所述安装座的外侧壁螺纹连接，且所述锁紧螺母的上端卡固于所述壳体，以使所述壳体与所述安装座固定连接。

可选地，在根据本发明的传感设备中，所述安装座的外侧壁设有外螺纹；所述壳体下端设有台阶；所述锁紧螺母的上端向靠近轴心的方向延伸有限位部，所述限位部止挡在所述台阶处。

可选地，在根据本发明的传感设备中，所述测温探头包括：探头壳体，穿过所述通孔并与所述被测设备相抵；以及温度敏感元件，布置在所述探头壳体内。

可选地，在根据本发明的传感设备中，所述探头壳体为管状薄壁结构，其包括与所述被测设备相抵的头部；所述温度敏感元件固定在所述头部。

可选地，在根据本发明的传感设备中，所述测温探头的外壁与所述通孔的孔壁之间的间隙的宽度为0.5-2mm。

可选地，在根据本发明的传感设备中，所述测温探头的直径为5-7mm，所述通孔的直径为7-9mm。

可选地，在根据本发明的传感设备中，所述凸出结构包括连接器，所述连接器与所述壳体通过焊接固定。

可选地，在根据本发明的传感设备中，还包括：安装在所述壳体内的第二敏感元件。

可选地，在根据本发明的传感设备中，所述第二敏感元件为振动敏感元件。

可选地，在根据本发明的传感设备中，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，还提供了一种安装传感设备的方法，包括步骤：将安装座固定在被测设备表面；以及将具有凸出结构的壳体布置在所述安装座上，并相对所述安装座转动所述壳体，以便调整所述凸出结构的朝向；所述壳体底部布置有测温探头，所述测温探头延伸至穿过所述安装座后与所述被测设备相抵。

可选地，在根据本发明的安装传感设备的方法中，在将具有凸出结构的壳体布置在所述安装座上，并相对所述安装座转动所述壳体后，还包括步骤：通过锁紧螺母将所述壳体与所述安装座固定连接，其中，所述锁紧螺母与所述安装座的外侧壁螺纹连接，且所述锁紧螺母的上端卡固于所述壳体。

可选地，在根据本发明的安装传感设备的方法中，所述安装座的外侧壁设有外螺纹；所述壳体下端设有台阶；所述锁紧螺母的上端向靠近轴心的方向延伸有限位部，所述限位部止挡在所述台阶处。

可选地，在根据本发明的安装传感设备的方法中，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，提供了一种传感设备，包括壳体、安装座和测温探头，壳体的侧面设有凸出结构。壳体布置在所述安装座上并能相对所述安装座转动，以便调整所述凸出结构的朝向而安装，从而能避免凸出结构受到周围障碍物的干涉，可供安装的范围更广泛。进一步地，测温探头包括探头壳体和固定在探头壳体头部的温度敏感元件，测温探头从壳体延伸至穿过安装座的通孔后与被测设备的表面相抵，且测温探头的外侧壁与安装座的通孔孔壁之间设有间隙。这样，设备的热源仅需经过探头壳体的头部然后直接传给温度敏感元件，大大降低了热传递过程中的热阻，也避免了热量传递到安装座的热耗散，从而使最终测得的设备的温度数据更精确，时效性更强。本发明的传感设备结构稳定，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传感设备的结构示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的安装传感设备的方法的示意图。

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传感设备100，用于监测被测设备。图1示出了根据本发明一个实施例的传感设备100的结构示意图，该传感设备100安装在被测设备300的表面。该传感设备100包括用于监测被测设备300温度的测温探头150，此外，该传感设备100内还可以安装第二敏感元件160，从而作在监测被测设备300温度时能同步监测被测设备300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，从而通过该第二敏感元件160来监测被测设备300的加速度，使传感装置100能同时监测被测设备300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，也可以是监测被测设备300的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，本发明中的传感设备100包括用来安装传感器的壳体110以及安装座120，壳体110适于固定安装在安装座120的顶面，且壳体110的侧面设有凸出结构140。该凸出结构140可以是连接器，但不限于此。具体地，在安装壳体110时，先将壳体110布置在安装座120的顶面，使壳体110的底端面与安装座120的顶面相贴合。然后，可以转动壳体110来调整壳体110相对安装座120的安装位置和角度，从而调整壳体110上的凸出结构140的朝向，避免在安装时凸出结构140受到周围障碍物的干涉。进而，再将壳体110与安装座120固定连接。

具体地，壳体110通过锁紧螺母130与安装座120固定连接。安装座120的外侧壁设有外螺纹，壳体110下端设有台阶，锁紧螺母130的上端向靠近轴心的方向延伸形成限位部131。通过将限位部131止挡在壳体110的台阶处，然后将锁紧螺母130与安装座120的外侧壁螺纹旋合连接，这样，锁紧螺母130固定在安装座120的外侧壁，且锁紧螺母130上端的限位部131卡固在壳体110的台阶处，也就是锁紧螺母130通过限位部131与壳体110相互止挡，从而壳体110与安装座120稳定地固定在一起，而不能相对安装座120活动。

而且，壳体110与安装座120通过锁紧螺母130固定连接，从而便于安装和拆卸。用锁紧螺母130将壳体110与安装座120锁死固定后，能避免长时间振动造成壳体110与安装座120的连接松动问题，从而尽可能保证测得数据的准确性。

进一步地，测温探头150布置在壳体110的底端，且测温探头150向下延伸至穿过安装座120后能与被测设备300相抵。具体地，安装座120的中间位置上下贯通开设有通孔125，壳体110的下部开设有朝向通孔125的配合孔115，且该配合孔115与通孔125连通。测温探头150的第一端(即是图1中相对的上端)与配合孔115连通，第二端(即是图1中相对的下端)穿过通孔125并与被测设备300相抵。也就是说，测温探头150是从壳体110底端的配合孔115处向下延伸至穿过安装座120的通孔125。需要说明的是，测温探头150可以是与壳体110一体成型。测温探头150也可以是通过激光焊接或者胶粘的方式固定在壳体110的底端，并与配合孔115连通。

此外，测温探头150与通孔125的孔壁之间具有间隙。通过设置间隙，起到了热隔离的作用，避免测温探头150与安装座120接触，从而避免热量由测温探头150传递到安装座120上导致热耗散。

根据一个实施例，如图1所示，测温探头150包括探头壳体155和温度敏感元件151，且温度敏感元件151固定在探头壳体155的内壁。其中，探头壳体155的第一端(即是图1中相对的上端)固定在壳体110的底端并与配合孔115连通，探头壳体155的第二端(即是图1中相对的下端)延伸至穿过安装座120内的通孔125后能与被测设备300的表面相抵。应当理解，探头壳体155的长度可以略大于安装座120的长度，从而保证探头壳体155穿过安装座120后能与被测设备300的表面相抵。

优选地，探头壳体155包括位于其第二端的与被测设备300相抵的头部，该头部是封闭端。温度敏感元件151紧贴在该头部的内壁面，并通过信号线直接穿进壳体110内与控制器耦接。这样，探头壳体155能够密封温度敏感元件151，并对温度敏感元件151起到了一定的防护作用。通过将探头壳体155的头部直接与被测设备300抵接，从而被测设备300的温度能直接传递到探头壳体155的头部，再由探头壳体155的头部将热能传递到位于头部内壁面的温度敏感元件151，进而将温度信号通过信号线传递到控制器。

可以理解，由于探头壳体155的外壁与通孔125的孔壁之间设有间隙，从而，被测设备300的热能在向温度敏感元件151传递的过程中并不会传递到安装座120，能避免热量传递到安装座120上导致的热耗散，使最终测得的设备300的温度数据更精确，时效性更强。需进一步说明的是，由于探头壳体155本身为较细的管状薄壁结构，其头部的壁厚非常小，而被测设备300的热能传递到温度敏感元件151仅需经过探头壳体155的头部，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；而且，热量从温度敏感元件151传到壳体110需经过探头壳体155，探头壳体155为管状结构，且探头壳体155的外侧壁与通孔125的孔壁之间设有间隙，这些设置均造成热量从温度敏感元件151传到壳体110的热阻较大，从而只有很少的热量能传递到壳体110内，这也使温度敏感元件151的相对平衡温度偏差很小。因此，上述设置能使传感设备100对被测设备300的温度监测精度更高、响应更快速。

根据一种实施方式，安装座120预先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。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，从而使安装座120与被测设备300之间的胶层123的厚度会小于0.05mm，故，胶层123的厚度d的取值范围为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。

根据一个实施例，如图1所示，第二敏感元件160为振动敏感元件，其安装在壳体110内，从而传感设备100能够同时监测设备300的温度和加速度。此外，为避免安装座120上开设的通孔125对振动传递的损失，探头壳体155的直径可以为5-7mm，通孔125的直径可以为7-9mm，并保证探头壳体155的外侧壁与通孔125的孔壁之间的间隙宽度为0.5-2mm。优选地，探头壳体155的直径为6mm，通孔125的直径为8mm，探头壳体155的外侧壁与通孔125的孔壁之间的间隙宽度为1mm。从而不仅能使探头壳体155外侧壁与通孔125的孔壁之间存在1mm的间隙作为热隔离，也能尽可能地减少通孔125对振动传递的损失。

另外，为避免安装座120本身对振动传递的损失，设置安装座120的高度不超过10mm。

需要说明的是，测温探头150在长度上具有可调节性，可以通过增加探头壳体155的长度来增加测温探头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，从而通过适当增加探头壳体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。

如图2所示，本发明还提供了一种安装传感设备100的方法s500。首先，在步骤s510中，将安装座120通过施胶固定在被测设备300的表面。安装座120与被测设备300表面之间形成胶层123。

进而，实施步骤s520，将具有凸出结构140的壳体110布置在安装座120上，并相对安装座120转动壳体110，从而调整凸出结构140朝向合适的方向，避免凸出结构140受到周围障碍物的干扰。壳体110的底部设有测温探头150，测温探头150延伸至穿过安装座120后与被测设备300相抵。

最后，实施步骤s530，通过锁紧螺母130将壳体110与安装座120固定连接，从而使壳体110锁定在安装座120上。锁紧螺母130与安装座120的外侧壁螺纹连接，且锁紧螺母130的上端卡固于在壳体110下部的外壁。具体地，安装座120的外侧壁设有外螺纹，壳体110下端设有台阶，锁紧螺母130的上端向靠近轴心的方向延伸形成限位部131。锁紧螺母130的限位部131卡固在壳体110的台阶处，并与台阶相互止挡。

通过上述安装方法，能方便地将传感设备100安装到被测设备300上，传感设备100的整体结构简单且稳定，使用寿命长，十分便于维护。

a8、如a7所述的传感设备，其中，所述测温探头的直径为5-7mm，所述通孔的直径为7-9mm。a10、如a1-a9任一项所述的传感设备，其中，还包括：安装在所述壳体内的第二敏感元件。a11、如a10所述的传感设备，其中，所述第二敏感元件为振动敏感元件。a12、如a1-a11任一项所述的传感设备，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所述的安装传感设备的方法，其中，所述安装座的外侧壁设有外螺纹；所述壳体下端设有台阶；所述锁紧螺母的上端向靠近轴心的方向延伸有限位部，所述限位部止挡在所述台阶处。b16、如b13-b15任一项所述的安装传感设备的方法，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。