纯化水系统传感器在线检测结构及其在线检测方法与流程

1.本发明属于生化、热工、流体检测仪器仪表及装备的计量测试技术领域。更具体地，本发明涉及一种应用于纯化水系统传感器的在线检测结构，以及其在线检测方法。


背景技术：

2.水纯度标准用于全世界制药生产过程的纯化水、高纯水、注射用水和纯净蒸汽。国内与国际监管机构包括：中国药典(chp)、美国药典(usp)、欧洲药典(ep)、日本药典(jp)、印度药典(ip)已经为纯化水和其他等级的水建立了水质量标准。
3.在纯化水、高纯水、注射用水、纯净蒸汽的生产、运输分配过程和配液系统中，各种传感器得到广泛应用。传感器的量值是否准确，对制药企业的工艺过程的稳定性和产品质量有很大影响。其中，在表征水质的电导率、总有机碳(toc)测量中，温度是一个关键的测量参数。所以温度传感器量值是否准确，关系到制药企业的工艺过程和产品质量。
4.这些传感器经过一段时间的工作后，需要进行计量检测，进行校准，也就是在标准状态下，进行计量测试，防止其经过一段时间使用后，检测数据发生偏差。
5.但是，现有的计量检测技术存在以下问题和缺陷：
6.目前国内对纯化水生产系统中的温度传感器的计量检测一般依据jjf1183-2007《温度变送器校准规范》和jjg229-2010《工业铂、铜热电阻》，需拆卸温度传感器，检测完毕后经过处理才能安装还原，费时费力，并且有给管道系统带来污染的风险；
7.在计量校准检测时，往往需要将生产线停顿下来，才能实施检测，无法做到在线检测，严重影响正常生产，降低生产效率，而且对产品的质量也会有造成不良影响；
8.由于生产车间温度传感器较为分散，不能同时计量检测，检测用时远超过企业常规停线时间，严重影响药品生产的节奏和延续性，会造成巨大的经济损失；
9.很多企业因此不能按照标准、规范的要求对在线温度传感器以及其它各类传感器进行周期检测，或者减少检测的频次，增加了生产过程质量管理的困难，提高了产品质量难以控制的风险。


技术实现要素：

10.本发明提供一种应用于纯化水系统传感器的在线检测方法，其目的是实现传感器的一体化在线计量检测。
11.为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
12.本发明的纯化水系统传感器在线检测结构，所述的传感器包括同轴连接的测温元件、测温延伸杆及接线盒；所述的在线检测结构设置外保护套管；所述的测温元件及测温延伸杆插入外保护套管内；所述的测温延伸杆通过接线盒与外保护套管连接；所述的外保护套管通过套管固定件固定安装在纯化水系统设备的管道上。
13.所述的接线盒与所述的套管固定件的连接结构，采用快速装拆结构。
14.所述的快速装拆结构采用弹性卡扣结构或套装螺旋弹簧长螺杆连接结构。
15.所述的外保护套管的材料采用耐腐蚀、耐高温金属材料。
16.所述的测温元件的内端部，采用圆弧导向结构。
17.在所述的测温延伸杆与外保护套管之间的间隙中，设置减震衬垫；所述的减震衬垫朝向测温元件插入方向一端的端口，设置衬垫导向锥度。
18.所述的套管固定件与外保护套管的外端部连接处，设置测温元件安装导向锥度。
19.当所述的在线检测结构扩展用于检测ph、toc、电导率时，所述的传感器采用测温元件、ph传感器、toc传感器、电导率传感器中的一种或任意多种的组合。
20.当所述的在线检测结构用于检测ph、toc、电导率时，在所述的外保护套管上的与传感器相应的位置，设置多个小孔；或者在外保护套管的内端部设置通孔，使得传感器从通孔中穿出外保护套管。
21.所述的纯化水系统将zigbee技术与传感器技术结合，将传感器采集到的信息，以无线通信方式传送到网关，并通过串口将数据上传到cp机，从而实现传感器数据采集与监测功能。
22.为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的应用于纯化水系统传感器在线检测结构的在线检测方法，其计量检测过程是：
23.(1)、在生产过程正常进行的状态下，打开接线盒，断开导线，抽出传感器的测温元件、测温延伸杆，使其与外保护套管脱离；此时，外保护套管仍装配在纯化水系统设备的管道上，不与外界接触，不会造成污染；
24.(2)、将拆下的测温元件通过接线盒重新连接导线，将其置于电测设备的恒温槽或干体炉中单独计量；升温至设定的温度，电测设备即可重新读取测温元件此时的数据；
25.(3)、通过检测到的数据进行对比，实验验证：在有外保护套管与无外保护套管的两种状态下的数据差异；
26.如果外保护套管对测量数据影响较小，则通过实验计算无外保护套管的状态下引入的测量不确定度；
27.如果外保护套管对测量数据影响较大，则针对同种温度传感器定制同规格的外保护套管，测温元件及从纯化水系统设备的管道抽出后，插入定制的外保护套管内，模拟在纯化水系统设备的管道内测量状态，进行计量检测；
28.(4)、计量检测结束后，将测温元件、测温延伸杆重新插入纯化水系统设备的管道上的外保护套管中，进行连接固定重新连接导线，恢复正常的在线检测。
29.如果传感器位于纯化水系统设备较高位置，检测用恒温设备不方便使用，则对于工业上最常用的三线制热电阻，采用相同材质、相同长度的延长导线，连接测温元件和电测设备，可基本消除电路不等臂造成的影响，同时免除恒温设备升降和搬运带来的不便。
30.所述的检测方法的示值误差的不确定度按以下方式评定：
31.(1)、基本要求：
32.(1.1)、测量环境条件：温度(15.0～35.0)℃，相对湿度不大于85％；
33.(1.2)、测量标准仪器：标准铂电阻温度计、配套电测仪表、液体恒温槽、水三相点瓶；
34.(1.3)、被测对象：一体化在线温度传感器；
35.(1.4)、测量方法：采用比较法，被检一体化在线温度传感器与标准铂电阻温度计
置于同一温度场下，采用所得示值与标准铂电阻温度计示值，根据公式计算示值误差；
36.(2)、测量模型：
37.δt＝t
i-tb38.式中：
39.δt
‑‑
被检一体化在线温度传感器的示值误差，℃；
40.ti——被检一体化在线温度传感器的示值，℃；
41.tb——恒温槽的实际温度值，即以温度表示的标准铂电阻温度计的测量值，℃；
42.(3)、方差和灵敏系数：
43.方差：
[0044][0045]
其中，灵敏系数：
[0046][0047][0048]
(4)、标准不确定度分量的评定：
[0049]
(4.1)、被检一体化在线温度传感器输入量ti；引入的标准不确定度u
(ti)
；
[0050]
(4.1.1)、被检玻璃体温计重复性引入的不确定度分量u1；
[0051]
在重复性条件下，对被检一体化在线温度传感器在25.0℃点上进行连续10次测量，得到测量列的温度值；
[0052]
根据贝塞尔公式，计算得出标准偏差s(t)＝0.067℃；
[0053]
实际以两次测量的平均值作为测量结果，故：
[0054][0055]
(4.1.2)、由被检一体化在线温度传感器保护套差异引入的不确定度分量u2；
[0056]
被检jumo厂家902120/10型温度传感器，经实验其保护套温度差异不超过0.2℃，服从均匀分布，则：
[0057][0058]
(4.2)、由恒温槽的实际温度值tb引入的标准不确定度u
(tb)
；
[0059]
(4.2.1)、由标准铂电阻温度计量值溯源引入的不确定度分量u3：
[0060]
在25℃时，二等标准铂电阻温度计的不确定度为0.0048℃，k＝2，则：
[0061]
u3＝0.0048/2＝0.0024℃
[0062]
(4.2.2)、由标准铂电阻温度计周期稳定性引入的不确定度分量u4：
[0063]
标准铂电阻温度计周期稳定性不超过10mk，服从均匀分布，则：
[0064][0065]
(4.2.3)、由标准铂电阻温度计自热效应引入的不确定度分量u5：
[0066]
标准铂电阻温度计在检定过程中自热最大不超过4mk，服从均匀分布，则：
[0067]
[0068]
(4.2.4)、由电测设备引入的不确定度分量u6：
[0069]
电测设备最大相对误差为
±
(5
×
10-5
)，标准铂电阻温度计在37℃时的电阻值约为27.97ω，其电阻与温度的变化率约为0.1ω/℃，由电测设备测量误差引入的标准不确定度服从均匀分布，则：
[0070][0071]
(4.2.5)、由恒温槽均匀性引入的不确定度分量u7：
[0072]
恒温槽工作区域最大温差为0.01℃，其区间半宽为0.005℃，服从均匀分布，则
[0073][0074]
(4.2.6)、由恒温槽均匀性引入的不确定度分量u8：
[0075]
恒温槽波动度不超过
±
0.01℃/10min，区间半宽为0.01℃，服从均匀分布，则：
[0076][0077]
(5)、标准不确定度：
[0078]
合成标准不确定度计算：
[0079]
以上各分量相互独立，采用方根法合成标准不确定度：
[0080][0081]
(6)、扩展不确定度：
[0082]
在25.0℃点，被检一体化在线温度传感器示值误差的测量扩展不确定度：
[0083]
u＝k
×
uc＝2
×
0.08＝0.16℃，k＝2
[0084]
根据测量不确定度优于被测对象允许误差1/3的原则，当该款温度传感器允许误差要求不大于
±
0.5℃时，确定可以采用所述的计量检测方法。
[0085]
本发明采用上述技术方案，实现一体化的在线计量检测，保证纯化水系的统传感器量值准确、可靠，以确保温度参数的准确性，保障生产过程中的纯化水、高纯水、注射用水和纯净蒸汽达到国际国内的水质量标准；使传感器感温元件与外保护套管便于接插、安装，计量检测方便快捷；同时，阻止检测过程中其它介质的进入，避免对水质的污染，保证生产工艺的连续、正常进行，具有很高的社会和经济效益。
附图说明
[0086]
附图所示内容及图中的标记简要说明如下：
[0087]
图1为本发明的结构示意图；
[0088]
图2为图1中的a处的比例放大的结构示意图；
[0089]
图3为本发明中的测温元件安装导向锥度的结构示意图；
[0090]
图4为本发明采用传感器穿出外保护套管的结构示意图。
[0091]
图中标记为：
[0092]
1、接线盒，2、引出线密封套管，3、紧固螺栓，4、测温元件，5、外保护套管，6、套管固定件，7、测温延伸杆，8、圆弧导向结构，9、减震衬垫，10、衬垫导向锥度，11、测温元件安装导
向锥度，12、保护盖，13、保护套密封。
具体实施方式
[0093]
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0094]
如图1所示本发明的结构，为一种应用于纯化水系统传感器的在线检测方法，所述的传感器包括同轴连接的测温元件4、测温延伸杆7及接线盒1。
[0095]
由于需要测量的温度处于管道或设备的较为内部的位置，所以，要求测温元件4从外向内延伸很长的距离，因此，其总长度较大，需要根据管道或设备的具体大小进行确定。
[0096]
为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现传感器的一体化在线计量检测的发明目的，本发明采取的技术方案为：
[0097]
如图1所示，本发明的纯化水系统传感器在线检测结构，所述的在线检测结构设置外保护套管5；所述的测温元件4及测温延伸杆7插入外保护套管5内；所述的测温延伸杆7通过接线盒1与外保护套管5连接；所述的外保护套管5通过套管固定件6固定安装在纯化水系统设备的管道上。
[0098]
接线盒1安装在套管固定件6内，通过紧固螺栓3进行固定安装；套管固定件6的开口处设置保护盖12，进行封闭；
[0099]
测温延伸杆7为一个较长的空心管件，测温元件4连接信号线，信号线穿过中空的测温延伸杆7，连接到接线盒1上，然后通过设在套管固定件6上的引出线密封套管2，将信号线与测试仪器连接。
[0100]
本发明在进行传感器的计量检测时，通过抽取出装配式温度传感器的热电阻插芯，连接延长导线，实现一体化在线计量，以确保温度参数的准确性，保障制药等生产过程的纯化水、高纯水、注射用水和纯净蒸汽达到国内与国际监管机构的水质量标准。
[0101]
为此，本发明对传统的装配式温度传感器结构进行改进创新，使传感器感温元件与外保护管便于接插；用按压式导线接线柱替代螺丝接线柱，使其更适用于新的计量检测方法的需求；通过设计一种伸缩式的传感器保护套，阻止生产过程中的其它介质的进入，保护传感器，并实现对ph、toc、电导率传感器的在线计量。
[0102]
外保护套管5可实现传感器的随时拆卸、安装；在进行传感器的检测、清洁、校准或更换时，无需中断生产过程，提高了生产效率，保证了生产的连续性。温度传感器热电阻插芯安装方便，且稳定耐震动、导线接插便捷。通过在线检测，保证纯化水系统传感器量值准确可靠，具有很高的社会和经济效益。
[0103]
以装配式热电阻为例，由感温元件、外保护管、接线盒以及各种用途的固定装置组成，有单支和双支元件两种规格，外保护套管5不但具有抗腐蚀性能，而且具有足够的机械强度，保证产品能安全地使用在各种场合。
[0104]
为了提高检测的效率，减少测温元件的拆卸和安装的时间，保证生产的正常进行，本发明采取的措施是：
[0105]
所述的接线盒1与所述的套管固定件6的连接结构，采用快速装拆结构。
[0106]
具体实施采用以下两个方案之一：
[0107]
1、所述的快速装拆结构采用弹性卡扣结构；
[0108]
2、所述的快速装拆结构采用套装螺旋弹簧长螺杆连接结构。
[0109]
为了保证测温元件4的正常工作，延长测温元件4和外保护套管5的使用寿命，所述的外保护套管5的材料采用耐腐蚀、耐高温金属材料。
[0110]
所述的测温元件4的内端部，采用圆弧导向结构8。
[0111]
测温元件4的端部采用圆弧导向结构，一，可以起到很好的导向作用，二。可以避免锐角的端部容易出现的磕碰损伤。
[0112]
由于，测温元件4及其测温延伸杆7与外保护套管5留有一定间隙，为了保证测温元件4及其测温延伸杆7的稳定，不晃动，采用以下措施：
[0113]
如图2所示：
[0114]
在所述的测温延伸杆7与外保护套管5之间的间隙中，设置减震衬垫9；所述的减震衬垫9朝向测温元件4插入方向一端的端口，设置衬垫导向锥度10。
[0115]
所述的减震衬垫9采用具有一定韧性的柔性材料，且其还具有一定的耐高温性能。比如聚四氟乙烯等一类的材料。
[0116]
如图3所求：
[0117]
所述的套管固定件6与外保护套管5的外端部连接处，设置测温元件安装导向锥度11。
[0118]
采用测温元件安装导向锥度11，便于测温元件4及其测温延伸杆7能顺利地插入外保护套管5。
[0119]
当所述的在线检测结构扩展用于检测ph、toc、电导率时，所述的传感器采用测温元件4、ph传感器、toc传感器、电导率传感器中的一种或任意多种的组合。
[0120]
当所述的在线检测结构用于检测ph、toc、电导率时，在所述的外保护套管5上的与传感器相应的位置，设置多个小孔；
[0121]
或者，如图4所示，在外保护套管5的内端部设置通孔，使得传感器从通孔中穿出外保护套管5。
[0122]
因为，当所述的在线检测结构用于检测ph、toc、电导率时，传感器需要与相应的液体或气体接触，但又不能使其泄漏，因此，采用了以上所述的措施。
[0123]
此时，应在通孔处设置保护套密封13，采用橡胶密封材料，保证密封的效果。
[0124]
为了提高监测的效果和效率，本发明还采取了以下措施：
[0125]
所述的纯化水系统将zigbee技术与传感器技术结合，将传感器采集到的信息，以无线通信方式传送到网关，并通过串口将数据上传到cp机，从而实现传感器数据采集与监测功能。应用于纯化水车间传感器数据采集监测中。
[0126]
实现了数据的网络传输，实现远程控制，同时，实现生产过程的集中控制，提高企业管理的水平。
[0127]
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的应用于纯化水系统传感器在线检测结构的在线检测方法，其计量检测过程是：
[0128]
1)、在生产过程正常进行的状态下，打开接线盒1，断开导线，抽出传感器的测温元件4(热电阻插芯)、测温延伸杆7，使其与外保护套管5脱离；此时，外保护套管5仍装配在纯化水系统设备的管道上，不与外界接触，不会造成污染；
[0129]
2)、将拆下的测温元件4通过接线盒1重新连接导线，将其置于电测设备的恒温槽或干体炉中单独计量；升温至设定的温度，电测设备即可重新读取测温元件4此时的数据；
[0130]
3)、通过检测到的数据进行对比，实验验证：在有外保护套管5与无外保护套管5的两种状态下的数据差异；
[0131]
如果外保护套管5对测量数据影响较小，则通过实验计算无外保护套管5的状态下引入的测量不确定度；
[0132]
如果外保护套管5对测量数据影响较大，则针对同种温度传感器定制同规格的外保护套管5，测温元件4及从纯化水系统设备的管道抽出后，插入定制的外保护套管5内，模拟在纯化水系统设备的管道内测量状态，进行计量检测；
[0133]
4)、计量检测结束后，将测温元件4、测温延伸杆7重新插入纯化水系统设备的管道上的外保护套管5中，进行连接固定重新连接导线，恢复正常的在线检测。
[0134]
如果传感器位于纯化水系统设备较高位置(比如位于罐顶等位置)，检测用恒温设备不方便使用，则对于工业上最常用的三线制热电阻，采用相同材质、相同长度的延长导线，连接测温元件4和电测设备，可基本消除电路不等臂造成的影响，同时免除恒温设备升降和搬运带来的不便。
[0135]
采用上述方法对温度传感器进行一体化在线检测，示值误差的不确定度评定如下：
[0136]
(1)、基本要求：
[0137]
(1.1)、测量环境条件：温度(15.0～35.0)℃，相对湿度不大于85％；
[0138]
(1.2)、测量标准仪器：标准铂电阻温度计、配套电测仪表、液体恒温槽、水三相点瓶；
[0139]
(1.3)、被测对象：一体化在线温度传感器；
[0140]
(1.4)、测量方法：采用比较法，被检一体化在线温度传感器与标准铂电阻温度计置于同一温度场下，采用所得示值与标准铂电阻温度计示值，根据公式计算示值误差；
[0141]
(2)、测量模型：
[0142]
△
t＝ti－tb[0143]
式中：
[0144]
△
t——被检一体化在线温度传感器的示值误差，℃；
[0145]
ti——被检一体化在线温度传感器的示值，℃；
[0146]
tb——恒温槽的实际温度值，即以温度表示的标准铂电阻温度计的测量值，℃；
[0147]
(3)、方差和灵敏系数：
[0148]
方差：
[0149][0150]
其中，灵敏系数：
[0151][0152][0153]
(4)、标准不确定度分量的评定：
[0154]
(4.1)、被检一体化在线温度传感器输入量ti；引入的标准不确定度u
(ti)
；
[0155]
(4.1.1)、被检玻璃体温计重复性引入的不确定度分量u1；
[0156]
在重复性条件下，对被检一体化在线温度传感器在25.0℃点上进行连续10次测量，得到测量列的温度值(℃)：
[0157]
测量列12345678910实测值25.125.225.225.125.125.025.125.025.125.1
[0158]
根据贝塞尔公式，计算得出标准偏差s(t)＝0.067℃；
[0159]
实际以两次测量的平均值作为测量结果，故：
[0160][0161]
(4.1.2)、由被检一体化在线温度传感器保护套差异引入的不确定度分量u2；
[0162]
被检jumo厂家902120/10型温度传感器，经实验其保护套温度差异不超过0.2℃，服从均匀分布，则：
[0163][0164]
(4.2)、由恒温槽的实际温度值tb引入的标准不确定度u
(tb)
；
[0165]
(4.2.1)、由标准铂电阻温度计量值溯源引入的不确定度分量u3：
[0166]
在25℃时，二等标准铂电阻温度计的不确定度为0.0048℃(k＝2)，则：
[0167]
u3＝0.0048/2＝0.0024℃
[0168]
(4.2.2)、由标准铂电阻温度计周期稳定性引入的不确定度分量u4：
[0169]
标准铂电阻温度计周期稳定性不超过10mk，服从均匀分布，则：
[0170][0171]
(4.2.3)、由标准铂电阻温度计自热效应引入的不确定度分量u5：
[0172]
标准铂电阻温度计在检定过程中自热最大不超过4mk，服从均匀分布，则：
[0173][0174]
(4.2.4)、由电测设备引入的不确定度分量u6：
[0175]
电测设备最大相对误差为
±
(5
×
10-5
)，标准铂电阻温度计在25℃时的电阻值约为27.97ω，其电阻与温度的变化率约为0.1ω/℃，由电测设备测量误差引入的标准不确定度服从均匀分布，则：
[0176][0177]
(4.2.5)、由恒温槽均匀性引入的不确定度分量u7：
[0178]
恒温槽工作区域最大温差为0.01℃，其区间半宽为0.005℃，服从均匀分布，则：
[0179][0180]
(4.2.6)、由恒温槽均匀性引入的不确定度分量u8：
[0181]
恒温槽波动度不超过
±
0.01℃/10min，区间半宽为0.01℃，服从均匀分布，则：
[0182]
[0183]
(5)、标准不确定度：
[0184]
(5.1)主要标准不确定度汇总表：
[0185][0186]
(5.2)、合成标准不确定度计算：
[0187]
以上各分量相互独立，采用方根法合成标准不确定度：
[0188][0189]
(6)、扩展不确定度：
[0190]
在25.0℃点，被检一体化在线温度传感器示值误差的测量扩展不确定度：
[0191]
u＝k
×
uc＝2
×
0.08＝0.16℃，k＝2
[0192]
根据测量不确定度优于被测对象允许误差1/3的原则，当该款温度传感器允许误差要求不大于
±
0.5℃时，可以采用该计量检测方法。
[0193]
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种纯化水系统传感器在线检测结构，所述的传感器包括同轴连接的测温元件(4)、测温延伸杆(7)及接线盒(1)；其特征在于：所述的在线检测结构设置外保护套管(5)；所述的测温元件(4)及测温延伸杆(7)插入外保护套管(5)内；所述的测温延伸杆(7)通过接线盒(1)与外保护套管(5)连接；所述的外保护套管(5)通过套管固定件(6)固定安装在纯化水系统设备的管道上。2.按照权利要求1所述的纯化水系统传感器在线检测结构，其特征在于：所述的接线盒(1)与所述的套管固定件(6)的连接结构，采用快速装拆结构。3.按照权利要求2所述的纯化水系统传感器的在线检测结构，其特征在于：所述的快速装拆结构采用弹性卡扣结构或套装螺旋弹簧长螺杆连接结构。4.按照权利要求1所述的纯化水系统传感器在线检测结构，其特征在于：所述的测温元件(4)的内端部，采用圆弧导向结构(8)。5.按照权利要求1所述的纯化水系统传感器在线检测结构，其特征在于：在所述的测温延伸杆(7)与外保护套管(5)之间的间隙中，设置减震衬垫(9)；所述的减震衬垫(9)朝向测温元件(4)插入方向一端的端口，设置衬垫导向锥度(10)。6.按照权利要求1所述的纯化水系统传感器在线检测结构，其特征在于：当所述的在线检测结构扩展用于检测ph、toc、电导率时，所述的传感器采用测温元件(4)、ph传感器、toc传感器、电导率传感器中的一种或任意多种的组合。7.按照权利要求1所述的纯化水系统传感器在线检测结构，其特征在于：所述的纯化水系统将zigbee技术与传感器技术结合，将传感器采集到的信息，以无线通信方式传送到网关，并通过串口将数据上传到cp机，从而实现传感器数据采集与监测功能。8.应用于权利要求1至7中任意一项所述的应用于纯化水系统传感器在线检测结构的在线检测方法，其特征在于：该在线检测方法的计量检测过程是：1)、在生产过程正常进行的状态下，打开接线盒(1)，断开导线，抽出传感器的测温元件(4)、测温延伸杆(7)，使其与外保护套管(5)脱离；此时，外保护套管(5)仍装配在纯化水系统设备的管道上，不与外界接触，不会造成污染；2)、将拆下的测温元件(4)通过接线盒(1)重新连接导线，将其置于电测设备的恒温槽或干体炉中单独计量；升温至设定的温度，电测设备即可重新读取测温元件(4)此时的数据；3)、通过检测到的数据进行对比，实验验证：在有外保护套管(5)与无外保护套管(5)的两种状态下的数据差异；如果外保护套管(5)对测量数据影响较小，则通过实验计算无外保护套管(5)的状态下引入的测量不确定度；如果外保护套管(5)对测量数据影响较大，则针对同种温度传感器定制同规格的外保护套管(5)，测温元件(4)及从纯化水系统设备的管道抽出后，插入定制的外保护套管(5)内，模拟在纯化水系统设备的管道内测量状态，进行计量检测；4)、计量检测结束后，将测温元件(4)、测温延伸杆(7)重新插入纯化水系统设备的管道上的外保护套管(5)中，进行连接固定重新连接导线，恢复正常的在线检测。9.按照权利要求8所述的应用于纯化水系统传感器在线检测结构的在线检测方法，其特征在于：如果传感器位于纯化水系统设备较高位置，检测用恒温设备不方便使用，则对于
工业上最常用的三线制热电阻，采用相同材质、相同长度的延长导线，连接测温元件(4)和电测设备，可基本消除电路不等臂造成的影响，同时免除恒温设备升降和搬运带来的不便。10.按照权利要求8所述的应用于纯化水系统传感器在线检测结构的在线检测方法，其特征在于：所述的检测方法的示值误差的不确定度按以下方式评定：1)、基本要求：1.1)、测量环境条件：温度15.0℃～35.0℃，相对湿度不大于85％；1.2)、测量标准仪器：标准铂电阻温度计、配套电测仪表、液体恒温槽、水三相点瓶；1.3)、被测对象：一体化在线温度传感器；1.4)、测量方法：采用比较法，被检一体化在线温度传感器与标准铂电阻温度计置于同一温度场下，采用所得示值与标准铂电阻温度计示值，根据公式计算示值误差；2)、测量模型：
△
t＝t
i
－t
b
式中：
△
t——被检一体化在线温度传感器的示值误差，℃；t
i
——被检一体化在线温度传感器的示值，℃；t
b
——恒温槽的实际温度值，即以温度表示的标准铂电阻温度计的测量值，℃；3)、方差和灵敏系数：方差：其中，灵敏系数：其中，灵敏系数：4)、标准不确定度分量的评定：4.1)、被检一体化在线温度传感器输入量t
i
；引入的标准不确定度u
(ti)
；4.1.1)、被检玻璃体温计重复性引入的不确定度分量u1；在重复性条件下，对被检一体化在线温度传感器在25.0℃点上进行连续10次测量，得到测量列的温度值；根据贝塞尔公式，计算得出标准偏差s(t)；实际以两次测量的平均值作为测量结果，故：4.1.2)、由被检一体化在线温度传感器保护套差异引入的不确定度分量u2；被检902120/10型温度传感器，经实验其保护套温度差异不超过0.2℃，服从均匀分布，则：4.2)、由恒温槽的实际温度值t
b
引入的标准不确定度u
(tb)
；
4.2.1)、由标准铂电阻温度计量值溯源引入的不确定度分量u3：在25℃时，二等标准铂电阻温度计的不确定度为0.0048℃，k＝2，则：u3＝0.0048/2＝0.0024℃4.2.2)、由标准铂电阻温度计周期稳定性引入的不确定度分量u4：标准铂电阻温度计周期稳定性不超过10mk，服从均匀分布，则：4.2.3)、由标准铂电阻温度计自热效应引入的不确定度分量u5：标准铂电阻温度计在检定过程中自热最大不超过4mk，服从均匀分布，则：4.2.4)、由电测设备引入的不确定度分量u6：电测设备最大相对误差为
±
(5
×
10-5
)，标准铂电阻温度计在25℃时的电阻值为27.97ω，其电阻与温度的变化率为0.1ω/℃，由电测设备测量误差引入的标准不确定度服从均匀分布，则：4.2.5)、由恒温槽均匀性引入的不确定度分量u7：恒温槽工作区域最大温差为0.01℃，其区间半宽为0.005℃，服从均匀分布，则4.2.6)、由恒温槽均匀性引入的不确定度分量u8：恒温槽波动度不超过
±
0.01℃/10min，区间半宽为0.01℃，服从均匀分布，则：5)、标准不确定度：合成标准不确定度计算：以上各分量相互独立，采用方根法合成标准不确定度：6)、扩展不确定度：在25.0℃点，被检一体化在线温度传感器示值误差的测量扩展不确定度：u＝k
×
u
c
＝2
×
0.08＝0.16℃，k＝2根据测量不确定度优于被测对象允许误差1/3的原则，当该款温度传感器允许误差要求不大于
±
0.5℃时，确定可以采用所述的计量检测方法。

技术总结
本发明公开了应用于纯化水系统传感器在线检测结构及其在线检测方法，传感器包括同轴连接的测温元件、测温延伸杆及接线盒；在线检测结构设置外保护套管；测温元件及测温延伸杆插入外保护套管内；测温延伸杆通过接线盒与外保护套管连接；外保护套管通过套管固定件固定安装在纯化水系统设备的管道上。采用上述技术方案，实现一体化的在线计量检测，保证纯化水系的统传感器量值准确、可靠，以确保温度参数的准确性，保障产品达到国际国内的水质量标准；使传感器感温元件与外保护套管便于接插、安装，计量检测方便快捷；同时，阻止检测过程中其它介质的进入，避免对水质的污染，保证生产工艺的连续、正常进行。正常进行。正常进行。


技术研发人员：刘敏 徐亚迪 韦越 严璐 刘媛媛
受保护的技术使用者：合肥市计量测试研究院（合肥市度量衡管理所）
技术研发日：2023.04.12
技术公布日：2023/7/25