一种深水热电偶测温装置及控制系统的制作方法

本技术涉及温度探测，尤其涉及一种深水热电偶测温装置及控制系统。

背景技术：

1、市面上的温度探测装置大多基于热电偶和热电阻制成，其中，热电偶热能直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度，由于热电偶有着较高的准确度以及更高的测温区间，热电偶在温度探测领域中被广泛运用，热电偶的工作原理是将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，当两个接合点的温度不同时，回路中将产生电动势，这种现象称为热点效应，又称为塞贝克效应，而直接作为测量温度的一端叫做工作端，另一端叫冷端，冷端直接连接仪器仪表或配套设备，显示仪表会指出热电偶所产生的电动势，将电动势通过函数计算即可转换为测量温度。

2、目前，现有深水测温大多数采用深水温度计进行测温，而且深水温度计能够广泛用在河流、水井、鱼塘和海洋等场景中，亦或应用在河流、湖泊、水库和径流试验站中，通过将深水温度计长期或短期放置在水中对其进行温度监测(深水温度计测量40米以内的任意深度的水温，测量范围在-2℃至+40℃之间)，同时也可作检测河、湖、库区水质污染取样之用；然而，深水温度计实际上是采用水银温度计做为感应部件，且测试的精度十分有限，并不能进行高精度的测温；由此，热电偶传感器作为接触式测温的传感器之一，加上其具有结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传等的特点，已经成为目前应用最广的热电式传感器，也逐渐应用在深水测温上，由于热电偶较高的测温准确度和稳定性，通过将该种热电偶传感器放置到深水下进行温度探测，能够有效地提高深水测温的精准度，以及精准地监测到深水下的温度变化，为科研和工程技术人员获取到准确的数据。

3、然而，将热电偶应用到深水测温上虽然能提高其精准度，但是所面临的环境测试环境也不同，深水测温区别于日常的浅水测温不同的是，河道底部或者深海的测温有着更多的环境复杂度，其中包括较快的水流速度对热电偶的冲击，高压的深水环境对热电偶的挤压，水流中裹挟的砂石泥土对热电偶的碰撞以及水下生物对热电偶进行腐蚀，使得热电偶在水下十分容易受损，提高了测温的难度，还可能直接导致热电偶损坏，失去其效用；同时，传统深水温度计的测定数值还可能会随着温度计在水中向上的提升而不可避免的受到外界水体温度环境的直接影响，进而导致测温数值不是原始测定点的温度而产生误差，影响测量结果。

4、例如，公开号为“cn113776683a”，专利名称为“一种防水式铠装热电偶”的中国发明专利，具体地，该热电偶由过设置的加固组件，其中加固组件包括滑槽、滑块、固定板、螺纹槽、螺栓和卡合槽，当工作人员将固定卡套法兰拧紧后，只需向下滑动固定板，使得固定板通过滑块在滑槽内向下滑动，直到滑块滑动至滑槽的最低端，这时固定板内的螺栓与固定卡套法兰内的卡合槽处于同一水平高度，工作人员这时拧动螺栓，使得螺栓通过螺纹槽向内转动，直到螺栓的内端与固定卡套法兰内的卡合槽卡合形成限位，通过该装置能够使得固定卡套法兰在固定时，不会轻易产生松动，保证固定的牢固性，同时达到防水的效果，但该热电偶无法应对深水中的高压、水流速度快及泥沙较多的恶劣环境。

5、因此，如何实现热电偶在深水下进行测温是目前技术人员需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，本技术提供一种深水热电偶测温装置及控制系统，实现了在深水区域中进行测温，解决了深水区域中高压流水、泥沙和海中生物对热电偶损坏的问题。

2、为实现上述目的，本技术主要采用以下技术方案，包括：

3、中空箱体和热电偶；

4、该中空箱体的内部设有汇流腔体、沉淀腔体和测温腔体，该沉淀腔体位于该汇流腔体的正下方，并与该汇流腔体连通；该热电偶设置在该测温腔体内，该热电偶用于检测该测温腔体内的水温；

5、其中，该中空箱体的内部还设有排出管道和n条汇流管道，且该排出管道的进液口与该沉淀腔体连通，该排出管道的出液口与该测温腔体连通，该n为大于1的整数；

6、该汇流管道的进液口位于该中空箱体的外侧，该汇流管道的出液口均与该汇流腔体连通，且n个该汇流管道的出液口均基于该汇流腔体的中点中心对称。

7、优选地，该汇流腔体的顶部设有引导结构，该引导结构设有n个引导弧面，该引导结构位于该汇流腔体顶部的中心，n个该引导弧面均基于该汇流腔体顶部的中心中心对称，且每一个该汇流管道的出液口正对应一个该引导弧面，n个该引导弧面的交汇点位于该汇流腔体的中轴线上。

8、优选地，该汇流腔体的内部还设有汇聚锥体，该汇聚椎体位于该引导结构的正下方，该汇聚椎体的中轴线与该汇流腔体的中点重合，该汇聚椎体上设有汇聚入口和汇聚出口，其中该汇聚入口的孔径大于该汇聚出口的孔径，该汇聚出口与该沉淀腔体连通。

9、优选地，该汇流管道的进液口位于该汇流管道的出液口下方，该汇流管道由若干截输液直管和若干截拦截弯管相互连通构成，且该输液直管与该拦截弯管交替设置；其中，该拦截弯管用于减缓夹带泥沙的水流速度。

10、优选地，该沉淀腔体的形状为圆台形腔体，该沉淀腔体的顶面面积小于底面面积，该沉淀腔体包括有若干层拦截阶梯，若干层该拦截阶梯均匀排列在该沉淀腔体的内壁，该排出管道的进液口位于该沉淀腔体的侧壁上，且该排出管道的进液口位于靠近该沉淀腔体顶面的一侧。

11、优选地，该汇流管道的进液口处设有阻隔网，该排出管道的进液口处设有过滤网，该过滤网的网孔孔径小于该阻隔网。

12、优选地，该汇流管道的进液口处设有开关电磁阀，该开关电磁阀用于控制该汇流管道的连通或关闭。

13、优选地，该中空箱体的外侧设有泄压阀，该泄压阀通过排气管道与该测温腔体连通，该排气管道的进气口位于在该测温腔体的顶面。

14、优选地，该排出管道的出液口位于该测温腔体的侧壁，且该排出管道的出液口位于靠近该测温腔体底面的一侧，该热电偶固定在该测温腔体的顶面，且该热电偶的测温端位于该排出管道出液口的上方。

15、本技术在另一方面提供一种测温装置控制系统，包括：

16、如上述的深水热电偶测温装置，以及控制模块、气压传感器、液面传感器和液压传感器；

17、该气压传感器位于该测温腔体内的顶面，该液压传感器位于该中空箱体的外壁，该液面传感器位于该测温腔体的内侧面，且该液面传感器位于该热电偶的上方，该控制模块分别与该泄压阀、该开关电磁阀、气压传感器、液面传感器和液压传感器电连接；

18、当该中空箱体外的液压达到预设值时，该液压传感器向该控制模块发出第一信号，该控制模块根据该第一信号控制该开关电磁阀打开；

19、当该测温腔体内的气压达到预设值时，该气压传感器向该控制模块发出第二信号，该控制模块根据该第二信号控制该泄压阀打开；

20、当该测温腔体内的液面高度达到预设值时，该液面传感器向该控制模块发出第三信号，该控制模块根据该第三信号控制该开关电磁阀关闭。

21、本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：

22、在本技术方案中，通过将中空箱体放进待测水体的区域中，利用中空箱体的重量令中空箱体自然沉降至待测水体高度的区域，并且中空箱体能够防止水中生物的攻击，由于中空箱体内的气压低于外侧的液压，外侧的待测水体可通过n个基于汇流腔体中点中心对称的汇流管道从中空箱体外侧流进汇流腔体内，高速流进的待测水体在汇流腔体内对冲汇集，能够相互抵消水流的部分冲击力，从而降低水体的流动速度，避免过快的水速冲击热电偶的测温端，造成热电偶损坏的问题，之后汇集的水体流入下方的沉淀腔体中，沉淀腔体能够对待测水体中的泥沙进行沉淀，将泥沙截留在沉淀腔体的底部，进一步减少待测水体内的杂质，避免杂质流进测温腔体内对热电偶造成损坏，同时也能够避免杂质影响热电偶对水体温度的测量精度，防止检测出现误差，最后待测水体通过排出管道流进测温腔体中，利用测温腔体中的热电偶对待测水体进行测温，实现利用热电偶在深水下进行测温，并且降低了水下恶劣环境对热电偶造成的不良影响，提高了深水测温的精准度。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。