远程结构温度监测器制造技术

数据采集设备和温度监测单元监测远程结构的温度。所述温度监测单元具有热电偶、具有天线和发射器的通信设备组件、用于向控制器和通信设备供电的电源、以及用于包围所述通信设备和所述电源的外壳，所述热电偶和所述天线延伸穿过所述外壳。所述通信设备从所述热电偶获得温度，并激活所述发射器以通过所述天线将温度发送到所述数据采集设备。度发送到所述数据采集设备。度发送到所述数据采集设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】远程结构温度监测器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年9月21日提交的题为“远程结构温度监测器(REMOTE STRUCTURE TEMPERATURE MONITOR)”的共同未决的美国临时专利申请第63/081,281号的根据《美国法典》第35卷第119(e)条的权益，其通过引用并入本文。


[0003]本主题公开涉及用于监测远程结构(如电信结构)的温度的系统、方法和装置，更具体地，涉及利用能够埋在远程结构下方的远程温度监测单元的系统。

技术介绍

[0004]近年来，野火已成为澳大利亚、密歇根州、加拿大和美国西海岸的一个重大问题。在野火期间，钢的机械特性会在高温下恶化。这会导致脆化，屈服强度、刚度和弹性模量的降低。这种恶化会导致钢构件的变形、局部屈曲和扭曲。塔架应用和相关远程结构中的火灾危险会导致高后果区域(high consequence area，HCA)的严重安全问题，以及经济和资产损失。
[0005]这些结构中的许多结构由钢制成。钢的机械特性是温度相关的。随着温度升高，屈服强度(>400℃)和弹性模量(>200℃)降低。如果温度高于600℃，将损失约50％的抗拉强度。如果温度不超过600℃，并且没有长时间暴露于野火，机械特性将在冷却后恢复到它们的初始值。如果钢暴露在600℃以上的温度下约20
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30分钟，表面将出现氧化。表面也将凹陷，钢的横截面厚度也将减小。
[0006]火产生的热量能够对钢结构产生多种不同的不利影响，包括恶化、变形和蠕变、软化、硬化和液态金属脆化(liquid metal embrittlement，“LME”)。当钢结构的物理和机械特性两者受到野火事件的不利影响时，会导致恶化。基于温度和暴露持续时间，诸如导热性、导电性、热膨胀系数等物理特性会恶化。此外，诸如拉伸强度、屈服强度、延展性、硬度和韧性等机械特性也可能受到不利影响。另外，微观结构可能发生永久性变化。
[0007]当某些金属在静载荷下暴露于高温时，会发生变形和蠕变。通常，钢的抗拉强度以室温(约21℃)测量。然而，随着温度升高，拉伸强度降低。在高温下，钢结构会在应力和其自重作用下变形，甚至可能倒塌。变形会导致螺栓孔、焊缝和应力集中位置处的结构开裂。
[0008]野火导致的高温会导致钢软化，并永久保持柔软，抗拉强度值较低。软化程度将取决于野火期间达到的温度、达到该温度的时间和冷却速度。缓慢的冷却速度通常会导致软化。
[0009]与火相关的高温也会导致硬化。当这种情况发生时，钢变得更硬，拉伸强度更高，但冲击强度更低。当结构通过水或沉淀快速冷却时，如果温度超过约715℃的较低临界温度，则能够达到更硬、更脆的条件。硬化程度取决于钢的碳含量和合金含量。
[0010]当温度长时间保持在约715℃以上时，可能发生晶粒生长，这将对钢结构的机械特性产生负面影响。如果火灾发生时，结构的下部被植被覆盖，并且如果钢的温度超过约715
℃的较低临界温度，则钢可能发生渗碳。渗碳会导致更大程度的硬化，淬火后将增加钢的脆性。
[0011]LME会发生在镀锌钢中，所述镀锌钢是已涂覆有锌的钢。锌的熔点约为420℃。当温度超过锌的熔点时，会发生镀锌涂层的损失。由于液态锌在高温下穿透钢表面，镀锌涂层的损失导致LME。LME对暴露于野火的镀锌锚来说是严重的风险。
[0012]此外，一些远程结构包括有机涂层，所述有机涂层可能被火烧焦或完全烧毁。由于野火可能对远程金属结构造成潜在损害，因此需要用于监测此类结构的温度的装置和系统。

技术实现思路

[0013]在各种实施方式中，装置包括热电偶、具有用于与远程监测系统通信的天线和发射器的通信设备、用于控制通信设备的控制器、用于为控制器和通信设备供电的电源、以及用于包围通信设备、控制器和电源的外壳。外壳包括由隔热材料形成的主体，该主体中具有至少一个孔，并且热电偶和天线延伸穿过该至少一个孔。控制器从热电偶接收温度相关电压，确定温度，并指示通信设备激活发射器，以通过天线向远程监测系统发送与温度相关的信息。
附图说明
[0014]图1是根据本公开的用于监测远程结构的温度的系统的局部示意图。
[0015]图2是根据本公开的温度监测单元的框图。
[0016]图3是根据本公开的用于监测远程结构的温度的系统的另一实施例的局部示意图。
[0017]图4是根据本公开的用于监测远程结构的温度的系统的另一实施例的局部示意图。
[0018]图5是根据本公开的用于监测远程结构的温度的系统的另一实施例的局部示意图。
[0019]图6是根据本公开的用于监测远程结构的温度的系统的另一实施例的局部示意图。
具体实施方式
[0020]本主题公开涉及用于监测远程结构(如电信结构)的温度的系统、方法和装置，更具体地，涉及利用能够埋在远程结构下方的远程温度监测单元的系统。远程温度监测器能够测量温度并将温度实时传输到数据采集设备。远程温度单元封装在隔热材料中，该材料具有在约840℃的温度下承受0.5小时的火烧的能力。该单元能够作为套件以未组装的形式出售。
[0021]以下结合附图提供的详细描述旨在作为示例的描述，而不旨在表示能够被构建或使用本示例的唯一形式。该描述阐述了示例的功能以及用于构造和操作示例的步骤序列。然而，相同或等效的功能和序列能够通过不同的示例来实现。
[0022]对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”、“一个实施方式”、“实施方式”、“一个
示例”和“示例”等的引用表明所描述的实施例、实施方式或示例可以包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施例、实施方式或示例可以不必包括特定特征、结构或特点。此外，这样的短语不一定是指相同的实施例、实施方式或示例。此外，当结合实施例、实施方式或示例描述特定特征、结构或特点时，应理解，无论是否明确描述，都可以结合其他实施例、实施方式或示例来实现这种特征、结构和特点。
[0023]阐述了许多具体细节，以便提供对所述主题的一个或更多个实施例的透彻理解。然而，应理解，能够在没有这些具体细节的情况下实践这样的实施例。
[0024]现在参考附图更详细地描述本主题公开的各种特征，其中相同的数字通常指代贯穿始终的相同或相应的元件。附图和详细描述不旨在将要求保护的主题限制于所描述的特定形式。相反，其意图是涵盖落入所要求保护的主题的精神和范围内的所有修改、等同物和替代品。
[0025]现在参考图1
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图2，示出了系统，该系统通常由数字100标示，用于监测远程结构110的温度。系统100特别适于在野火期间监测结构110周围的温度，此时不可能接近结构110以获得这样的测量。
[0026]系统100包括数据采集设备112和温度监测单元114。温度监测单元114能够被埋在远程结构110下方、地面116内，以保护温度监测单元112免受野火的影响。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，包括：热电偶，通信设备，具有用于与远程监测系统通信的天线和发射器，控制器，用于控制所述通信设备，电源，用于为所述控制器和所述通信设备供电，以及外壳，用于包围所述通信设备、所述控制器和所述电源，其中，所述外壳包括由隔热材料形成的主体，所述主体中具有至少一个孔，并且所述热电偶和所述天线延伸穿过所述至少一个孔，以及其中，所述控制器从所述热电偶接收温度相关电压，确定所述温度，并指示所述通信设备激活所述发射器，以通过所述天线向所述远程监测系统发送与所述温度相关的信息。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述通信设备能够实时地发送所述信息。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述隔热材料选自防火材料和耐火材料。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述隔热材料包括捕获式隔火。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述外壳埋在地下，地面具有进一步使所述隔热材料隔热的能力。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述发射器包括蜂窝信号发生器。7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述蜂窝信号发生器选自函数发生器、射频信号发生器、微波信号发生器、音高发生器、任意波形发生器、数字模式发生器和频率发生器。8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述通信设备包括接收器，用于接收所述控制器的指令。9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器包括处理器和用于在其中存储指令的存储器。10.根据权利要求9所述的装置，进一步包括：数据存储设备，用于记录与所述温度相关的信息。11.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：电路，用于将所述热电偶连接到所述控制器。12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电源是便携式电源。13.根据权利要求12所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅赫鲁兹，
申请(专利权)人：梅赫鲁兹，
类型：发明
国别省市：