DE102009050434A1

DE102009050434A1 - Thermometer

Info

Publication number: DE102009050434A1
Application number: DE200910050434
Authority: DE
Inventors: Peter Westerfeld
Original assignee: ABB AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 2009-10-22
Filing date: 2009-10-22
Publication date: 2011-04-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der Messgenauigkeit von Temperaturfühlern, indem der Messeinsatz (1) im Anschlusskopf (6) elektrisch isoliert wird, wodurch ein messwertverfälschender Peltiereffekt zwischen Messstelle (3) und Anschlusskopf (6) verhindert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Thermometer für den industriellen Einsatz in verfahrenstechnischen Anlagen.
Aus der Veröffentlichung „Praxis der Industriellen Temperaturmessung", der ABB Automation Products GmbH, 2006, sind Thermometer mit einem an der Spitze eines metallischen Messeinsatzes angeordneten Temperaturfühler bekannt, der mindestens bodenberührend in ein metallisches Schutzrohr eintaucht, bei dem sich die Metalle des Messeinsatzes und des Schutzrohres unterscheiden. Das Schutzrohr ragt mit einem Ende in einen Behälter durch eine Öffnung in einer Behälterwand. An dem anderen Ende des Schutzrohres ist ein Anschlußkopf zur Aufnahme eines auf eine Sockelplatte montierten Klemmenträgers angeordnet.
Dabei hat sich in der betrieblichen Praxis herausgestellt, dass die Befestigung des Messeinsatzes im Anschlußkopf eine zweite mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem Messeinsatz und dem Schutzrohr herstellt, die die Messgenauigkeit des Thermometers nachteilig wie folgt beinflußt. Der Effekt wird anhand der einführenden 1 beschrieben. Der Messeinsatz 1 und das Schutzrohr 2 sind sowohl an der notwendigen Berührungsstelle 3 an der Messstelle im Behälter 11 als auch parasitär im Anschlußkopf 7 verbunden. Daraus ergibt sich ein kurzgeschlossener thermoelektrischer Stromkreis, bei dem im Ergebnis unterschiedlicher Temperaturen an den Verbindungsstellen 3, 4 ein Kurzschlussstrom fließt, der in Folge des Peltiereffektes so gerichtet ist, dass sich die Temperaturen an den Verbindungsstellen 3, 4 ausgleichen wollen.
Dies bedeutet, dass bei Temperaturmessungen in heißen Prozessen die als Messstelle fungierende Berührungsstelle 3 abgekühlt wird, während sich die Verbindungsstelle 4 im Anschlusskopf 7 aufheizt. Bei der Messung von kalten Medien mit Minustemperaturen wird die Mess-/Berührungsstelle 3 aufgeheizt und die Verbindungsstelle 4 im Anschlusskopf 7 abgekühlt.
Dadurch werden in beiden Fällen die Messwerte verfälscht, da der Temperatursensor im Messeinsatz die Temperatur an der Berührungsstelle 3 im Schutzrohrende erfasst. Auch ist die Temperaturveränderung im Anschlusskopf messtechnisch nachteilig. Ebenso werden durch hohe Kurzschlussströme auf den dünnwandigen Rohren des Messeinsatzes 1 die Standzeiten der Temperaturfühler verringert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das bekannte Thermometer dahingehend zu verbessern, dass die bekannten Messfehler durch parasitäre Temperaturveränderungen an der Messstelle vermieden werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Mitteln des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den rückbezogenen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung geht aus von einem Thermometer mit einem an der Spitze eines metallischen Messeinsatzes angeordneten Temperaturfühler, der mindestens bodenberührend in ein metallisches Schutzrohr eintaucht, bei dem sich die Metalle des Messeinsatzes und des Schutzrohres unterscheiden. Das Schutzrohr ragt mit einem Ende in einen Behälter durch eine Öffnung in einer Behälterwand. An dem anderen Ende des Schutzrohres ist ein Anschlußkopf zur Aufnahme von Anschlußklemmen, die auf einem Klemmenträger befestigt sind, der auf einer metallischen Sockelplatte aufgebaut ist, die mit dem Messeinsatz leitend gefügt ist.
Erfindungsgemäß wird der Messeinsatz elektrisch isoliert vom Schutzrohr im Anschlußkopf besfestigt. Insbesondere ist vorgesehen, die Sockelplatte des Klemmenträgers mit eine Scheibe aus temperaturbeständigem Isolierstoff gegen den Boden des Anschlusskopfes elektrisch zu isolieren und die Sockelplatte mit Verbindungselementen aus temperaturbeständigem Isolierstoff im Anschlußkopf zu befestigen.
Dadurch wird die parasitären Verbindungsstelle im Anschlusskopf vermieden. Folglich wird eine größere Genauigkeit bei der Temperaturmessung erreicht.
Vorteilhafterweise eliminiert die erfindungsgemäße Lösung zusätzliche Beeinflussungen der Temperatur im Anschlusskopf.
Darüber hinaus werden hohen Kurzschlussströme im Temperaturfühler vermieden.
Vorteilhafterweise kann die Isolierung durch entsprechende Austausch- und Ergänzungsteile auch nachträglich an bereits gefertigten Temperaturfühlern vorgenommen werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die dazu erforderlichen Zeichnungen zeigen:
1 ein Prinzipschaltbild eines kurzgeschlossenen thermoelektrischen Stromkreises (Stand der Technik)
2 eine teilweise geschnittene Prinzipdarstellung eines Thermometers
In der 1 ist der bereits eingangs erwähnte kurzgeschlossene thermoelektrische Stromkreis bestehend aus einem Messeinsatz 1 und einem Schutzrohr 2 mit einer als Messstelle ausgebildeten Berührungsstelle 3 sowie einer parasitären Verbindungsstelle 4 im Anschlusskopf 7 dargestellt.
In der 2 ist ein Thermometer für den industriellen Einsatz teilweise geschnitten in seinen erfindungswesentlichen Einzelheiten dargestellt. Durch eine Öffnung in einer fragmentarisch dargestellten Behälterwand 8 eines Behälters 11 ragt ein Schutzrohr 2 in das Innere des Behälters 11 hinein, in dem sich das Medium befindet, dessen Temperatur zu bestimmen ist. In das Schutzrohr 2 ist ein Messeinsatz 1 eingetaucht, an dessen Spitze ein Temperaturfühler angeordnet ist. Die Spitze des Messeinsatzes 1 berührt dabei mindestens den Boden des Schutzrohres 2 an der Berührungsstelle 3 unter Bildung der Messstelle zur Temperaturmessung. Das bezogen auf den Behälter äußere Ende des des Schutzrohres 2 trägt einen Anschlußkopf 6 zur Aufnahme eines Klemmenträgers 9, der auf einer Sockelplatte 12 aufgebaut ist.
Während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs ist der Anschlußkopf 6 hermetisch dicht verschlossen. Durch eine Verschraubung 7 sind nicht dargestellte Anschlußleitungen in das Innere des Anschlußkopfes 6 geführt und mit Anschlußklemmen auf dem Klemmenträger 9 verbunden.
Die Sockelplatte 12 des Klemmenträgers 9 ist auf einer Isolierscheibe 10 aufgebaut und mit Verbindungselementen 5 aus temperaturbeständigem Isolierstoff im Anschlußkopf 6 befestigt.
Bezugszeichenliste

1: Messeinsatz
2: Schutzrohr
3: Berührungsstelle
4: Verbindungsstelle
5: Verbindungselement
6: Anschlusskopf
7: Verschraubung
8: Behälterwand
9: Klemmenträger
10: Isolierscheibe
11: Behälter
12: Sockelplatte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Praxis der Industriellen Temperaturmessung”, der ABB Automation Products GmbH, 2006 [0002]

Claims

Thermometer mit einem Messeinsatz (1) in einem Schutzrohr (2), das in einen Anschlusskopf (6) zur Aufnahme eines auf eine Sockelplatte (12) montierten Klemmenträgers (9) mündet, wobei die Sockelplatte (12) leitend mit dem Messeinsatz (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Messeinsatz (1) im Anschlusskopf (6) elektrisch isoliert ist.
Thermometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Sockelplatte (12) des Klemmenträgers (9) und dem Anschlusskopf (6) eine Isolierscheibe (10) angeordnet ist.
Thermometer nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sockelplatte (12) des Klemmenträgers (9) mit Verbindungselementen (5) aus temperaturbeständigem Isolierstoff im Anschlußkopf (6) befestigt ist.