CN109238513A - 用于干体式校验器的校验套筒和干体式校验器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于校验温度传感器(10)用的干体式校验器(100)的校验套筒(1)以及具有这种校验套筒(1)的干体式校验器(100)，其中，校验套筒(1)具有至少一个传感器孔(11)，在该传感器孔中可沿着纵向方向(L)装入温度传感器(10)。根据本发明，校验套筒(1)的体部具有至少两个区段，它们具有不同的热导率(λ1，λ2，λ2’)。

Description

用于干体式校验器的校验套筒和干体式校验器

技术领域

本发明涉及一种用于干体式校验器(Blockkalibrator)的校验套筒以及具有这种校验套筒的干体式校验器，干体式校验器用于校验温度传感器，其中，校验套筒具有至少一个传感器孔，温度传感器可沿着纵向方向装入到该传感器孔中。

背景技术

例如DE 10 2008 034 361 B4公开了一种用于校验温度传感器的干体式校验器，其具有加热块，在该加热块中布置有加热器件，以便使加热块达到预定的温度。在加热块中加工有容纳孔洞，校验套筒可装入该容纳孔洞中，并且校验套筒具有传感器孔，用作待测件的温度传感器可插入该传感器孔中。校验套筒可一件式地构造并且在校验套筒的纵向方向上可发生热流，该热流还导致校验套筒的校验区域中的温度不均匀性。在此，校验区域为如下沿纵向方向构造的区域：当温度传感器插入校验套筒中时，温度传感器可通过该区域测量温度。因此，校验区域形成校验套筒的纵向方向上的区段，并且校验套筒中的温度在校验区域上分布得越均匀，可将温度传感器校验得越精确。

WO 2010/040360 A1公开了一种用于容纳校验套筒的干体式校验器，在该校验套筒中可校验温度传感器。为了提升校验精度，设置有多个加热元件，它们被引入到加热块中，并且应在加热块中产生尽可能均匀的温度分布。附加地，将多个温度传感器插入加热块中，通过它们可识别加热块中的温度剖面曲线，以便将加热块中的温度调节得尽可能均匀。因此产生显著的结构上的花费来提供起精确校验作用的干体式校验器，其导致高的制造成本。

发明内容

本发明的目的是改进校验套筒和干体式校验器，使得校验套筒在运行中尽可能具有小的温度不均匀性。尤其应在校验套筒中提供具有特别高的温度均匀性的校验区段。

该目的基于根据权利要求1的具有相应特征部分的特征的校验套筒和根据权利要求10的具有相应特征部分的特征的干体式校验器实现。本发明的有利的改进方案在从属权利要求中给出。

本发明包含的技术教导是，校验套筒的体部具有至少两个具有不同的热导率的区段。

本发明的基本思想是，构造具有不同热导率的区段的校验套筒，从而可提供具有高的传导率的第一区段，在该第一区段中基于此得到高的温度均匀性，并且提供至少一个第二区段，在该至少一个第二区段中存在低的热导率，以便避免具有高的热导率的第一区段的散热、尤其是单侧的或不对称的散热。

本发明的思想尤其是，校验套筒的体部具有第一区段和至少一个第二区段，该第一区段具有尤其高的第一传导率的物料，并且该至少一个第二区段具有尤其低的第二传导率的物料。在此，具有更高的传导率的第一区段可形成校验区段，而第二区段在纵向方向上与校验区段邻接并且形成联接区段，联接区段具有更低的传导率和/或由具有更低热导率的物料形成。

更高的热导率的物料和更低的传导率的物料可包括不同的化学基本元素，其中，还可设想，提供相同的物料，但以不同的制造方式实现不同的热导率。例如，具有高的热导率的区段可由金属实心材料形成，例如以铸造或压制方法制成，而具有低的热导率的区段可具有相同的材料，然而基于不同的制造方式。例如存在的可行方案是，具有更低热导率的区段由发泡金属/泡沫金属制成，或利用这样的制造方式，其在物料的相同的化学成分的情况下能够实现更小的厚度。如果例如高热导率的第一区段由实心材料以传统的方式提供，则可与该第一区段邻接有第二区段，该第二区段借助于发泡金属形成或由物料通过例如选择性激光烧结的方法制成。因此，校验区段以及联接区段可具有相同的物料，然而这些区段的特征在于不同的热导率。

校验套筒的一有利的设计方案设置成，用于形成校验区段的物料包括铝和/或至少一种铝合金和/或铜，并且/或者用于形成联接区段的物料至少部分地包括钢和/或不锈钢。

尤其可设置成，校验套筒的联接区段包括至少一个空隙，所述空隙被空气填充或抽成真空。具有更低热导率的区段可因此也通过空气区段或抽成真空的区段形成，其中，校验套筒(在该检验套筒内得到不同热导率的区段)的总量在纵向方向上来看分别通过固体区段封闭。用于容纳至少一个温度传感器的、校验套筒的上部区域中的容纳孔洞或校验套筒的底部区域中的留空部不包括在本发明意义上的不同地设计的热导率的情况中。尤其是，校验套筒不仅在底侧而且在上侧分别通过固体区段封闭，其中，在底侧的封闭部与上侧的封闭部之间才设计有具有不同的热导率的区域，其中，底侧的和上侧的封闭部通过校验套筒的固体形成并且不是例如通过填充有空气的留空部形成。

为了在校验区段内提供尽可能均匀的温度，进一步有利地设置成，在校验套筒的纵向方向上在校验区段的两侧分别构造有具有更低热导率的区段。换句话说，校验区段不形成校验套筒的下部部分，该下部部分在底侧站立在干体式校验器的容纳孔洞中，因为由此又会引起校验区段的不对称的散热。相反，在底侧与校验区段邻接有至少一个具有更低的热导率的联接区段。同样的情况适用于朝向校验套筒的上侧的方向，在该方向上与校验区段邻接有一重要的联接区段，该联接区段具有更低的热导率。因此使校验区段朝向传感器孔的开口侧的方向的散热减到最小。

校验套筒的体部优选地柱状地构造，其中，该体部可具有以不同的直径形成的柱状区段。尤其有利的是，校验套筒的体部在校验区段中具有比在至少一个联接区段中更小的直径。在干体式校验器的加热块中的容纳孔洞以本身已知的方式筒状地构造并且具有均匀的直径，如果校验套筒至少在校验区段中构造成具有更小的直径，那么在校验区段和容纳孔洞之间出现环绕的环形缝隙。伴随着环形缝隙的是从加热块到校验套筒上的更小的热传递，由此在校验套筒的纵向方向上尤其在校验区段的长度上进一步改善温度均匀性。

在一优选的实施方式中，校验套筒由多个柱状区段构成，它们通过实心材料形成并且必须彼此连接。因此可设置成，校验区段和联接区段借助于螺纹连接部或借助于压接连接部彼此连接。同样可设想，校验区段和联接区段借助于至少一个螺钉元件或借助于物料中的至少一个物料的塑性变形的材料区域彼此连接。另外的优点通过在校验区段和联接区段之间的隔绝层产生，例如呈陶瓷板等的形式。

本发明还针对用于校验温度传感器的干体式校验器，其具有加热块，在该加热块处或在该加热块中布置有至少一个加热器件，并且其中，加热块具有用于容纳校验套筒的容纳孔洞，其中，校验套筒具有至少一个传感器孔，温度传感器可沿着纵向方向装入该传感器孔中。根据本发明，校验套筒的体部具有至少两个区段，它们具有不同的热导率。上文结合校验套筒列出的其他特征和相关的优点同样适用于具有这种校验套筒的干体式校验器。

尤其是，干体式校验器和特别是容纳孔洞如此构造，即，使得在校验套筒装入容纳孔洞中时，校验区段在纵向方向上与加热器件的布置相对应。即，加热器件沿纵向方向具有的高度起始和终止于校验区段的高度。

附图说明

下面借助附图与本发明的优选的实施例的说明一起进一步详细呈现改善本发明的其他措施。其中：

图1示出了具有根据本发明构造的校验套筒的干体式校验器的总体视图，

图2示出了具有在校验区段和联接区段之间的螺纹连接部的校验套筒，

图3示出了具有在校验区段和联接区段之间的压接连接部的校验套筒，

图4示出了具有塑性变形的材料区域的校验套筒，该塑性变形的材料区域用于形成在校验区段和联接区段之间的形状配合，

图5示出了具有用于连接校验区段和封闭区段的螺钉元件的校验套筒，

图6示出了具有布置在校验区段两侧的联接区段的校验套筒的另一实施方式，并且

图7示出了具有用于形成联接区段的板状元件的校验套筒的另一实施例。

附图标记列表：

100 干体式校验器

1 校验套筒

10 温度传感器

11 传感器孔

12 校验区段

13 联接区段

14 空隙

15 螺纹连接部

16 压接连接部

17 螺钉元件

18 塑性变形的材料区域

19 加热块

20 加热器件

21 容纳孔洞

22 套圈

23 板状元件

24 套筒

25 封套

26 周面

L 纵向方向

λ1 第一热导率

λ2 第二热导率

λ2’ 第二热导率

具体实施方式

图1以示意图示出了干体式校验器100的剖面图。干体式校验器100具有作为基体的加热块19，并且在该加热块19中加工有容纳孔洞21，校验套筒1装入该容纳孔洞中。容纳孔洞21实施为孔，但容纳孔洞21的制造不必借助于钻孔方法产生，并且容纳孔洞21具有底部区域，该底部区域在容纳孔洞21的纵向方向L上向下封闭容纳孔洞21。校验套筒1如此装入容纳孔洞21中，即：使得校验套筒站立在底部侧上或通过相应的器件保持成与底部表面间隔开。同样的情况适用于径向方向，从而仅仅示例性地示出了在校验套筒1和容纳孔洞21之间的环绕的缝隙。

本实施例示出了呈柱体形式的校验套筒1，并且从上侧开始在校验套筒1中加工出两个传感器孔11，其中，在左边的传感器孔11中装入温度传感器10。在右边的传感器孔11中例如可装入未示出的参考传感器。

示例性地，在加热块19中布置有加热器件20，并且加热器件20可通过加热套圈形成，其在靠近底部的下部区域中套筒状地包围容纳孔洞21。如果加热器件20接通，则它对加热块19进行加热，并且热量从加热块19传递给校验套筒1并且因此还传递给温度传感器10。

根据本发明，校验套筒1的体部具有至少两个区段，所述至少两个区段具有不同的热导率λ1和λ2。在此，体部具有形成校验区段12的第一区段，该校验区段具有比构造为联接区段13的另一区段更高的传导率λ1。因此，λ1大于λ2。

如果此时接通加热器件20并且加热校验套筒，则校验区段12可形成基本上均匀的温度，从而沿纵向方向L出现最小的温度梯度或没有温度梯度。通过联接区段13的更小的热导率λ2，出现更小的热量散失，并且通过更小的热量散失在校验区段12的长度上沿纵向方向L出现基本上均匀的温度。由此，尤其当温度传感器10在更大的长度区段上检测温度时，减小测量误差。

校验区段12由具有更高热导率λ1的第一物料形成，并且联接区段13由具有更低热导率λ2的材料形成。例如校验区段12具有铝，并且联接区段13具有不锈钢。这两个区段12和13可形成彼此连接的相应的柱状体，从而在纵向方向L上联接区段13关于容纳孔洞21向上、即朝容纳孔洞21的开口的方向邻接校验区段12。

本发明的基本思想是，更低的传导率λ2的联接区段13在一定程度上隔绝容纳孔洞21内的校验区段12。通过更低的热导率λ2，在容纳孔洞21的开口中联接区段13的敞开的端侧引起更低的由对流引起的热量损失，并且因此在校验区段12的体积内出现更恒定的温度。

图2、图3、图4和图5示出了校验套筒1的不同的实施方式，其具有下侧的校验区域12和在上侧邻接着的联接区段13，其中，区段12和13被传感器孔11穿过。在传感器孔11中可根据图1装入温度传感器10，其中，温度传感器10的测量区段在装入的状态中布置在校验区段12内。

图2示出了在校验区段12和联接区段13之间呈螺纹连接部15形式的连接部，并且为此校验区段12具有凸缘，其搭接联接区段13的具有减小的直径的区段。在搭接的区段中构造有螺纹连接部15，从而校验区段12和联接区段13可彼此拧紧在一起。在此，校验套筒的制造可如此进行，即，在区段12和13的拧在一起的状态中紧接着才加工传感器孔11。

图3示出了在校验区段12和联接区段13之间呈压接连接部16形式的连接部，从而联接区段13的一个区段在内侧压入校验区段12的凸缘中。

图4示出了在校验区段12和联接区段13之间呈塑性变形的材料区域18的形态的另一连接方式，该材料区域形成形状配合的连接。材料区域18可通过滚压或弯边过程以滚压方法成型到联接区段13中的相配设的几何结构中。

最后，图5示出了在校验区段12和联接区段13之间的借助于螺钉元件17形成的连接，螺钉元件插入到联接区段13中并且拧紧在校验区段12中。

其他的可能方案是在校验区段12和联接区段13之间形成材料结合的连接部，从而它们可在接合区中彼此粘接、焊接或熔接，只要校验区段12或联接区段13的物料选择能够实现这种材料结合的接合方法。

图6示出了具有校验区段12的校验套筒1的另一实施例，在该校验区段中示例性地插入有温度传感器10。在纵向方向L上不仅在校验区段12的上侧而且在其下侧均邻接有联接区段13。因此，相对于校验区段12具有更低热导率的联接区段13引起校验区段12的双侧隔绝。校验区段12的周面26相对于联接区段13具有减小的直径，并且还示例性地示出了加热器件20，其在纵向方向L上具有的长度对应于校验区段12在纵向方向L上的长度。在周面26中加工出用于隔绝的套圈22，并且加热器件20通过向内指向的径向热流加热校验区段12，因此，可通过隔热的套圈22总地在校验区段12中形成在纵向方向L的长度延伸内均匀的温度剖面曲线。

图7示出了具有校验区段12和两个联接区段13的校验套筒1的另一替代的设计方式，联接区段沿纵向方向L在上侧和下侧与校验区段12邻接。联接区段13由板状元件23构建而成，在板状元件之间形成有空隙14，空隙可被空气填充或可抽成真空。为了抽真空，联接区段13可构造成具有封套25，其可抽成真空，以使得空隙14为真空。因此在空隙14中形成第二热导率λ2’，其通过空气的或真空的热导率形成。在示出的实施方式中，板状元件23可具有和校验区段12相同的材料，或者板状元件23的物料具有比校验区段12的更高的传导率λ1更低的热导率λ2。

为了构建和为了以保持的方式布置板状元件23，示例性地示出了套筒24，其形成了联接区段13的长度上的传感器孔11的区段。套筒24例如可部分区段地压入校验区段12中的传感器孔11中。

本发明在其实施方案方面不限于上文说明的优选的实施例，而是可设想多个变体，它们在原则上不同类型的实施方案方面也利用示出的解决方案。从权利要求书、说明书或附图中得知的所有特征和/或优点连同结构细节或空间布置方案既单独地也以各种不同的组合对本发明必不可少。

Claims (12)

1.一种用于干体式校验器(100)的校验套筒(1)，该干体式校验器用于校验温度传感器(10)，其中，所述校验套筒(1)具有至少一个传感器孔(11)，在所述传感器孔中能沿着纵向方向(L)装入所述温度传感器(10)，其特征在于，所述校验套筒(1)的体部具有至少两个具有不同的热导率(λ1，λ2，λ2’)的区段。

2.根据权利要求1所述的校验套筒(1)，其特征在于，所述校验套筒(1)的体部具有第一区段和至少一个第二区段，所述第一区段具有第一热导率(λ1)的物料，而所述第二区段具有第二热导率(λ2，λ2’)的物料。

3.根据权利要求1或2所述的校验套筒(1)，其特征在于，具有更高热导率(λ1)的所述第一区段形成校验区段(12)，所述第二区段在纵向方向(L)上与所述校验区段(12)邻接并且形成联接区段(13)，该联接区段具有更低的热导率(λ2’)和/或该联接区段由具有更低的热导率(λ2)的物料形成。

4.根据权利要求2或3所述的校验套筒(1)，其特征在于，用于形成所述校验区段(12)的物料包括铝和/或铝合金和/或铜，联接区段(13)的物料至少部分地包括钢和/或不锈钢。

5.根据权利要求3或4所述的校验套筒(1)，其特征在于，所述校验套筒(1)的联接区段(13)包括至少一个空隙(14)，该空隙被空气填充或抽成真空。

6.根据上述权利要求中任一项所述的校验套筒(1)，其特征在于，在所述校验套筒(1)的纵向方向(L)上在所述校验区段(12)的两侧构造有具有更低热导率(λ2，λ2’)的区段。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的校验套筒(1)，其特征在于，所述校验套筒(1)的体部被构造成柱状，并且在所述校验区段(12)中具有比在所述至少一个联接区段(13)中更小的直径。

8.根据上述权利要求中任一项所述的校验套筒(1)，其特征在于，校验区段(12)和联接区段(13)借助于螺纹连接部(15)或借助于压接连接部(16)彼此连接。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的校验套筒(1)，其特征在于，校验区段(12)和联接区段(13)借助于至少一个螺钉元件(17)或借助于所述物料中的至少一个物料的塑性变形的材料区域(18)彼此连接。

10.一种用于校验温度传感器(10)的干体式校验器(100)，该干体式校验器具有加热块(19)，在该加热块处或在该加热块中布置有至少一个加热器件(20)，其中，所述加热块(19)具有用于容纳校验套筒(1)的容纳孔洞(21)，其中，所述校验套筒(1)具有至少一个传感器孔(11)，在该传感器孔中能沿着纵向方向(L)装入所述温度传感器(10)，其特征在于，所述校验套筒(1)的体部具有至少两个具有不同的热导率(λ1，λ2，λ2’)的区段。

11.根据权利要求10所述的干体式校验器(100)，其特征在于，所述校验套筒(1)根据权利要求1至9中任一项来构造。

12.根据权利要求10或11所述的干体式校验器(100)，其特征在于，在校验套筒(1)装入所述容纳孔洞(21)中时，所述校验区段(12)关于所述纵向方向(L)与所述加热器件(20)的布置相对应。