ТЕРМОМЕТР С ТЕРМОИЗОЛЯЦИЕЙ ДЛЯ БУТЫЛКИ Российский патент 2019 года по МПК G01K1/02 G01K1/14 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится преимущественно к бытовой технике и может использоваться для измерения температуры жидкости (вина, воды и т.п.) в бутылке.

Уровень техники

В мире существуют различные термометры для бутылок с жидкостью. В заявке US 2006/0026971 А1 описан термометр с дисплеем, который размещается на горлышке бутылки. В патенте GB 2516006 описан термометр с радиоинтерфейсом, который размещается на поверхности бутылки и передает на смартфон температуру жидкости в бутылке. Самым близким аналогом является US 9511910 B2. Во всех выше указанных вариантах термометры достаточно точно показывают температуру жидкости в бутылке, если система атмосфера-бутылка находится в относительном термодинамическом равновесии. Но при быстром охлаждении бутылки (и жидкости), например, в морозильнике, показания термометров будут сильно отличаться от температуры жидкости в бутылке, потому что они больше будут измерять температуру воздуха в морозилке из-за относительно низкой теплопроводности стекла.

Сущность изобретения

Таким образом, задачей настоящего изобретения является разработка такого термометра для бутылки, который позволит более точнее измерять среднюю температуру жидкости в закупоренной бутылке в случае ускоренного нагревания или охлаждения бутылки.

Для достижения указанного технического результата предлагается термометр для бутылки содержащий датчик температуры; микропроцессорное устройство, воспринимающее данные с датчика температуры; держатель, закрепляющий упомянутый датчик над или на горлышке бутылки и обеспечивающий такое размещение упомянутого датчика, что этот датчик способен воспринять значения температуры с участка поверхности горлышка упомянутой бутылки; отличающийся тем, что датчик воспринимает тепловую энергию, большая часть которого исходит от участка горлышка упомянутой бутылки, который изнутри бутылки не соприкасается с пробкой, закупоривающей бутылку; содержит термоизолирующее устройство, препятствующее переносу тепла от/к по крайней мере большей части внешней поверхности горлышка упомянутой бутылки и упомянутому датчика/датчику, но не препятствует переносу тепла от/к большей части внешней поверхности бутылки в целом. При этом держатель необязательно напрямую прикреплен к датчику, а, например, держатель прикручен к термоизолирующему устройству, а датчик приклеен к термоизолирующему устройству.

Термометр для бутылки по настоящему изобретению может содержать устройство, препятствующее перемещению воздуха из или внутрь термоизолирующего устройства.

Термометр для бутылки может содержать ворс, служащий термоизолятором и/или держателем. В другом случае ворс может присутствовать в устройстве, препятствующем перемещению воздуха.

Для более быстрого монтажа термометра на бутылку компоненты упомянутого термометра могут иметь механические соединения между собой.

Для более точных измерений, а также в случае применения дисплея микропроцессорное устройство может быть расположено снаружи термоизолирующего устройства.

И наконец, термоизолирующее устройство может содержать вспененный пластик.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 изображен вариант реализации термометра с термоизоляцией для бутылки.

На фиг. 2 изображен вариант крепления термометра на бутылке.

Подробное описание изобретения

Термометр с термоизоляцией для бутылки по настоящему изобретению может быть реализован в нескольких вариантах, которые, тем не менее, осуществляются сходным образом. Понятно, что чем большая площадь поверхности бутылки соприкасается с охладителем или нагревателем, тем быстрее происходит изменение температуры жидкости в бутылке. Поэтому большую часть поверхности бутылки не следует покрывать термоизоляцией, оптимально изолировать только горлышко. А так же из-за плохой теплопроводности воздуха самым быстрым способом охлаждение/нагревания будет размещение на поверхности бутылки аккумулятора температуры, например, Ezetil SOFT ICE FLEXIBLE.

На фиг. 1 представлен еще один из возможных вариантов применения изобретения, обеспечивающий нужный технический результат. Бутылка с жидкостью 1 расположена в положении близком горизонтальному или горизонтально. Микропроцессорный блок 2 с датчиком 3 измеряет температуру участка поверхности горлышка бутылки. Важно, чтобы непосредственно под датчиком 3 на Фиг. 1 была жидкость, а не пробка, чтобы температура внешней поверхности горлышка была ближе к температуре жидкости. Горлышко бутылки окружают термоизолятором 4 (термоизолирующим устройством), показанном в разрезе. Это может быть полый цилиндр с одним дном из вспененного пластика (пенополиэтилен, пенопласт) или «стакан» из жесткого пластика, внутри которого на стенках приклеен мех (искусственный или натуральный) с длинным жестким ворсом. В варианте с мехом термоизолятор 4 будет удерживаться на горлышке с помощью ворса. При этом ворс так же предотвратит конвекцию воздуха внутри термоизолятора 4. Если термоизолятор 4 не имеет внутри меха, то его можно удерживать на горлышке с помощью латунных пружинящих полосок 5, согнутых в виде полукольца, как показано на Фиг. 2. (показаны две полоски из четырех). Полоски 5 прикреплены к термоизолятору 4 с помощью саморезов 6. Для предотвращения конвекции воздуха правую часть термоизолятора 4 на Фиг. 1 можно оснастить матерчатой преградой, прикрепленной к термоизолятору 4, которая затягивается вокруг горлышка с помощью шнура/резинки, или кольцом из ворса. В другом варианте это может быть резиновое кольцо, закрепленное на корпусе термоизолятора 4 и соприкасающееся в месте расширения горлышка бутылки 1 на Фиг. 2.

Термометр может иметь электронный температурный датчик, например, аналоговый LM35 или цифровой LMT01. Микропроцессорное устройство, например, может представлять собой питающийся от батареек или аккумулятора микропроцессор STM32 с «обвязкой» на печатной плате, которое воспринимает данные с температурного датчика по электрическим проводникам (дрожки платы, провода) и передает их по электрическим проводникам на беспроводной Bluetooth или WiFi модуль (приемопередатчик) или ЖК дисплей. Датчик, микропроцессор с обвязкой и Bluetooth модуль могут быть припаяны к печатной плате, которая размещена в пластиковом корпусе или же корпусом может служить термоизолятор. При этом часть поверхности датчика (а может и весь датчик) должны размещаться за пределами корпуса микропроцессорного блока, чтобы этой поверхностью датчика соприкасаться с поверхностью бутылки. В другом варианте датчик может соприкасаться с изогнутой по радиусу горлышка медной пластиной, служащей теплопроводом, а уже медная пластина соприкасается с поверхностью бутылки. Еще в одном варианте датчик может быть бесконтактным пирометром. При этом в случае использования меха, мех около пирометра придется удалить. В случае контактных датчиков они (или радиатор) могут прижиматься к поверхности бутылки с помощью пружинной стойки, механически закрепленной на корпусе микропроцессорного устройства или термоизолятора. Или же датчик может быть размещен на латунной полоске 5 Фиг. 2. А сам корпус может быть механически закреплен на термоизоляторе 4, как снаружи, так и внутри. Достаточно, чтобы внутри термоизолятора был только датчик, а корпус микропроцессорного устройства размещался снаружи. Это тоже несколько повысит точность измерений, исключив тепловое излучение микропроцессора.

В случае крепления на горлышко, большая поверхности бутылки будет доступна для охлаждения/нагрева бутылки аккумулятором температуры или воздухом, а значит процесс изменения температуры жидкости будет протекать быстрее. А лучшая точность измерения температуры жидкости в бутылке достигается в следствии меньшей площади сечения стекла бутылки, через которое тепло может проходить от/во внешнюю среду к/от датчика и большего удаления датчика от охладителя/нагревателя: аккумулятора температуры или атмосферы. Это уменьшает влияние охладителя/нагревателя на датчик, и «вклад» жидкости в показания датчика будет весомей.

Если упомянутый аккумулятор температуры разместить сверху бутылки в случае охлаждения и снизу в случае нагревания, то размещение датчика на горлышке бутылки также увеличит точность измерения температуры жидкости. Вследствие конвекции жидкости в середине бутылки по высоте будет жидкость с температурой ближе к средней по бутылке, а горлышко размещено как раз в середине.

Изобретение относится преимущественно к бытовой технике. Его использование позволяет с больше точностью измерять температуру жидкости в бутылке в процессе охлаждения/нагревания бутылки. Достигается это тем, что измеряющее температуру устройство расположено на горлышке бутылки, а само горлышко и датчик температуры покрыты термоизолятором. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Термометр для бутылки, содержащий:

- датчик температуры;

- микропроцессорное устройство, воспринимающее данные с упомянутого датчика температуры;

- держатель, закрепляющий упомянутый датчик над или на горлышке бутылки и обеспечивающий такое размещение упомянутого датчика, что этот датчик способен воспринять значения температуры с участка поверхности горлышка упомянутой бутылки;

отличающийся тем, что:

- упомянутый датчик воспринимает тепловую энергию, большая часть которого исходит от участка горлышка упомянутой бутылки, который изнутри упомянутой бутылки не соприкасается с пробкой, закупоривающей упомянутую бутылку;

- содержит термоизолирующее устройство, препятствующее переносу тепла от/к по крайней мере большей части внешней поверхности горлышка упомянутой бутылки и упомянутому датчика/датчику, но не препятствует переносу тепла от/к большей части внешней поверхности упомянутой бутылки в целом.

2. Термометр для бутылки по п. 1, отличающийся тем, что содержит устройство, препятствующее перемещению воздуха из или внутрь упомянутого термоизолирующего устройства.

3. Термометр для бутылки по п. 1, отличающийся тем, что содержит ворс, служащий термоизолятором и/или упомянутым держателем.

4. Термометр для бутылки по п. 2, отличающийся тем, что упомянутое устройство, препятствующее перемещению воздуха, содержит ворс.

5. Термометр для бутылки по п. 1, отличающийся тем, что все указанные в п. 1 компоненты упомянутого термометра имеют механические соединения между собой для более быстрого монтажа термометра на бутылку.

6. Термометр для бутылки по п. 1, отличающийся тем, что упомянутое микропроцессорное устройство расположено снаружи упомянутого термоизолирующего устройства.

7. Термометр для бутылки по п. 1, отличающийся тем, что упомянутое термоизолирующее устройство содержит вспененный пластик.