一种水工数字温度计的制作方法

本实用新型涉及温度测量技术领域，尤其涉及一种水工数字温度计。

背景技术：

温度传感器是开发最早、应用最广的传感器。在伽利略发明温度计之后，人们开始利用温度进行测量，不过那时还没被称作温度传感器。真正把温度变成电信号的传感器由德国物理学家赛贝发明，就是后来的热电偶传感器也就是温度传感器的开始。50年以后，德国人西门子发明了铂电阻温度计。在半导体技术的支持下，近年来相继开发了包含半导体热电偶传感器在内的多种温度传感器。数字温度传感器问世于20世纪90年代中期，它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ate)的结晶。所谓温度传感器数字化就是能把温度物理量和湿度物理量，通过温、湿度敏感元件和相应电路转换成方便计算机、plc、智能仪表等数据采集设备直接读取得数字量的传感器。温度传感器数字化给人们带来了更多的便捷。

测量精度是数字化温度采集设备保证温度数据准确性的重要指标，如何提高测量精度是数字化温度采集技术的关键问题。当温度计应用于水工混凝土温度的监测时，不仅需要满足基本的工程精度要求，还需要解决温度计在混凝土内部进行温度监测时的防水、耐压和防腐蚀问题。

为此，国内外多家机构从多个角度提出过许多解决办法。如2008年，上海建工股份有限公司申请了专利cn101382457a，提出了一种基于gprs的大体积混凝土温度监测系统及方法，克服了以往采用电缆线传输方式和通过射频技术无线传输方式监测的缺陷，实现大体积混凝土测温数据的长距离、异地无线监测，用户可以在异地方便地监测现场大体积混凝土的温度变化，以指导大体积混凝土的保温措施。同年，中冶京唐建设有限公司申请了专利cn201277891y，提出了一种大体积混凝土无线自动测温装置，解决了传统手工温度采集耗时、耗力、效率低，以及有线自动采集温度技术连接线部署和维护困难等问题，不受测温节点、传输距离的限制，能够确保温度采集的精度；扩展性强，与配套计算软件联合使用，可计算出大体积混凝土的实时状况，以便及时解决出现的各种状况。2011年，武汉英思工程科技有限公司和中国长江三峡集团公司共同申请了专利cn202471265u，提出了一种大体积混凝土温度采集装置，包括温度传感器、数据采集模块、数据存储模块、数据传输模块、电源模块及中央处理单元。克服了在线式温度监测系统布线困难、可用性差、采集效率低、设备投入大的弊端，并在施工现场较为恶劣的环境条件下，保证设备的稳定可靠性。2012年，清华大学和中国长江三峡集团有限公司共同申请了专利cn102840930a，提出了一种管道内部温度测量装置，通过对大体积混凝土预埋进出水管端部安装带螺纹的三通，测温装置经过与管壁的绝热处理，能排除外界气温对测温的干扰，准确测量进出口的水温，能准确预测大体积混凝土内部热交换量。2013年，三箭建设工程集团有限公司申请了专利cn202994738u，提出了一种大体积混凝土温度梯度裂缝监测装置，将温度传感器及声发射传感器分别用树脂粘贴于结构钢筋的侧面，并将温度传感器与声发射传感器表面涂覆树脂做了防水处理。

从上述现有技术可以发现，大部分研究改进均围绕数字化温度采集技术的数据传输方式展开，而在温度计应用于混凝土等建材的温度监测中时，如何保证测量精度同时并防止其在恶劣的环境中被水、重物、化学物质等损坏的研究为空白，因此，亟需一种既能够保证温度测量精度、灵敏度、分辨率等不受损，同时具有耐压、防水、防腐蚀的温度计。

技术实现要素：

本实用新型为解决上述相关技术中的一种或更多种不足而提出。根据本实用新型的技术方案，可以解决如何在保证温度计测量精度等的同时还能防止其在恶劣的环境中被损坏的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种水工数字温度计，包括温度传感器、温度传感器引线、第一封装管、第二封装管和封装材料，所述温度传感器以及所述温度传感器引线上与所述温度传感器相连的连接端封装于所述第一封装管内，所述第二封装管封装于所述第一封装管外侧，并且所述第二封装管包围所述第一封装管，所述第一封装管内形成第一封装腔室，所述第一封装管的外壁和第二封装管内壁之间形成第二封装腔室，所述第一封装腔室和所述第二封装腔室内封装所述封装材料。

进一步地，所述第一封装管的管壁较所述第二封装管薄。

进一步地，所述第一封装管为薄层钢管，所述第二封装管为厚层钢管。

进一步地，所述第一封装管和第二封装管优选由具备耐压、耐腐蚀和高导热性能的材料制成。

进一步地，所述第一封装管和第二封装管优选由不锈钢制成。

进一步地，所述封装材料优选由具备耐压、耐腐蚀、防水性能的材料制成。

进一步地，所述封装材料优选为树脂。

进一步地，所述温度传感器选自以下类型的任意一种：ntc热敏电阻，铂rtd，热电偶或半导体。

进一步地，所述水工数字温度计用于建筑材料的温度监测。

进一步地，所述水工数字温度计用于混凝土、水或土壤等介质的温度监测。

与现有技术相比，本实用新型包括但不限于以下有益效果：

一方面，温度传感器的感应端通过第一封装管进行一次封装，可使温度传感器用于监测例如混凝土、土壤等建筑材料的温度时，防止被建筑材料自重、施工机械等重物损坏；进一步地，第一封装管采用耐压、耐腐蚀和高导热性能的结构，在起耐压、耐腐蚀保护作用的前提下还可以保证良好的导热性，减少由于封装对于温度计监测精度、灵敏度、分辨率等性能的影响，优选采用薄层管进一步减少封装影响。另一方面，温度传感器的连线端通过第二封装管进行二次封装，可以保护第一封装管及其内部的温度传感器等被建筑材料自重、施工机械等重物损坏；进一步地，第二封装管采用耐压、耐腐蚀和高导热性能的厚层管结构，可增加第二封装管的强度，在起耐压、耐腐蚀保护作用的同时进一步防止第二封装管及其内部的结构被建筑材料自重、施工机械等重物压坏。再一方面，温度传感器的引线端通过具备耐压、耐腐蚀、防水性能的材料进行三次封装，可使温度传感器用于监测建筑材料的温度时，防止温度传感器受化学物质等的腐蚀，同时与温度计引线的保护层具有良好的相容性，可起到防水作用。此外，本实施方案中的温度传感器还可依据监测需求选择类型的传感器，以满足不同精度、不同监测对象的多样化需求。

附图说明

图1是本实用新型提供的水工数字温度计结构示意图；

图2是本实用新型提供的一实施例的水工数字温度计单轴压缩曲线；

图3是本实用新型提供的一实施例的水工数字温度计测试精度对比曲线。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供的一种水工混凝土水工数字温度计，包括温度传感器1、温度传感器引线2、第一封装管3、第二封装管4和封装材料5，所述温度传感器1以及所述温度传感器引线2上与所述温度传感器1相连的连接端封装于所述第一封装管3内，所述第二封装管4封装于所述第一封装管3外侧，并且所述第二封装管4包围所述第一封装管3，所述第一封装管3内形成第一封装腔室，所述第一封装管3的外壁和第二封装管4内壁之间形成第二封装腔室，所述第一封装腔室和所述第二封装腔室内封装所述封装材料5。

进一步地，所述第一封装管3的管壁较所述第二封装管4薄。

进一步地，所述第一封装管3为薄层钢管，所述第二封装管4为厚层钢管。

进一步地，所述第一封装管3和第二封装管4优选由具备耐压、耐腐蚀和高导热性能的材料制成。

进一步地，所述第一封装管3和第二封装管4优选由不锈钢制成。

进一步地，所述封装材料5优选由具备耐压、耐腐蚀、防水性能的材料制成。

进一步地，所述封装材料5优选为树脂。

进一步地，所述温度传感器1选自以下类型的任意一种：ntc热敏电阻，铂rtd，热电偶或半导体。

进一步地，所述水工数字温度计用于建筑材料的温度监测。

进一步地，所述水工数字温度计用于混凝土或土壤的温度监测。

以下为对本实用新型的一个实施例的耐压试验。采用位移控制的单轴压缩试验方法。考虑到试样较小，为避免压头和压板的接触，设置压缩下限为6mm。试件加载试验及结果：温度计变形首先呈线弹性增加，当荷载达到10kn时，试件变形持续增加，一直延续到4mm，但荷载变化较小，此阶段试件应被逐渐压平，随着变形的进一步增加，试件承载能力也持续增加，最终当变形达到6mm时停机，荷载达到60.8kn。单轴压缩曲线见图2。最终，试件已被明显压平。

以下为对本实用新型的一个实施例的精度测试试验。依据温度标定测试，通过以上测试本次水工数字温度计精度为±0.3℃，优于±0.5℃。测试结果如表1和图3。

表1

本实用新型提供的水工数字温度计，一方面，温度传感器的感应端通过第一封装管进行一次封装，可使温度传感器用于监测例如混凝土、土壤等建筑材料的温度时，防止被建筑材料自重、施工机械等重物损坏；进一步地，第一封装管采用耐压、耐腐蚀和高导热性能的结构，在起耐压、耐腐蚀保护作用的前提下还可以保证良好的导热性，减少由于封装对于温度计监测精度、灵敏度、分辨率等性能的影响，优选采用薄层管进一步减少封装影响。另一方面，温度传感器的连线端通过第二封装管进行二次封装，可以保护第一封装管及其内部的温度传感器等被建筑材料自重、施工机械等重物损坏；进一步地，第二封装管采用耐压、耐腐蚀和高导热性能的厚层管结构，可增加第二封装管的强度，在起耐压、耐腐蚀保护作用的同时进一步防止第二封装管及其内部的结构被建筑材料自重、施工机械等重物压坏。再一方面，温度传感器的引线端通过具备耐压、耐腐蚀、防水性能的材料进行三次封装，可使温度传感器用于监测建筑材料的温度时，防止温度传感器受化学物质等的腐蚀，同时与温度计引线的保护层具有良好的相容性，可起到防水作用。此外，本实施方案中的温度传感器还可依据监测需求选择类型的传感器，以满足不同精度、不同监测对象的多样化需求。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，或者对其中部分技术特征进行等同替换，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。