DE102015105819B4 - Temperature measuring device with self-diagnostic function and method for this purpose - Google Patents

Temperature measuring device with self-diagnostic function and method for this purpose Download PDF

Info

Publication number
DE102015105819B4
DE102015105819B4 DE102015105819.7A DE102015105819A DE102015105819B4 DE 102015105819 B4 DE102015105819 B4 DE 102015105819B4 DE 102015105819 A DE102015105819 A DE 102015105819A DE 102015105819 B4 DE102015105819 B4 DE 102015105819B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature
measuring device
temperature measuring
temperature change
change device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102015105819.7A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102015105819A1 (en
Inventor
Andreas Decker
Jörg Gebhardt
Paul Szasz
Stephan Wildermuth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Schweiz AG
Original Assignee
ABB Schweiz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Schweiz AG filed Critical ABB Schweiz AG
Priority to DE102015105819.7A priority Critical patent/DE102015105819B4/en
Publication of DE102015105819A1 publication Critical patent/DE102015105819A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102015105819B4 publication Critical patent/DE102015105819B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K15/00—Testing or calibrating of thermometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/14—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations
    • G01K1/143—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations for measuring surface temperatures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K15/00—Testing or calibrating of thermometers
    • G01K15/007—Testing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

Verfahren zur Diagnose der thermischen Kopplung einer nichtinvasiven Temperaturmesseinrichtung (1), mit der mittels eines Temperatursensors (2) die Temperatur einer Oberfläche (5) eines fluiddurchströmten Rohres gemessen wird, umfassend die Schritte, bei denen die Temperatur der Oberfläche (5) des Rohres lokal zumindest mittelbar verändert wird, und der Verlauf der Temperatur des Temperatursensors (2) gemessen wird, und der gemessene Verlauf mit zuvor erzeugten Kalibrierungsdaten verglichen wird.A method of diagnosing the thermal coupling of a non-invasive temperature measuring device (1) by means of a temperature sensor (2) the temperature of a surface (5) of a fluid-flow pipe is measured, comprising the steps in which the temperature of the surface (5) of the tube locally is changed at least indirectly, and the course of the temperature of the temperature sensor (2) is measured, and the measured curve is compared with previously generated calibration data.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose einer Temperaturmesseinrichtung, die zur Messung der Temperatur einer Oberfläche eingesetzt wird.The present invention relates to a method and apparatus for diagnosing a temperature measuring device used to measure the temperature of a surface.

Stand der TechnikState of the art

Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich auf die Messung der Oberflächentemperatur von Rohrleitungen beispielsweise in industriellen Prozesslinien, Kraftwerken oder Heizanlagen von Privatwohnungen. Dort werden Rohre von Fluiden durchströmt, deren Temperatur mit möglichst geringer Zeitverzögerung und möglichst genau gemessen werden müssen. Dazu existieren im allgemein bekannten Stand der Technik zwei grundlegende und nachfolgend beschriebene Aufbauten.The field of application of the invention extends to the measurement of the surface temperature of pipelines, for example in industrial process lines, power plants or heating systems of private homes. There pipes are flowed through by fluids whose temperature must be measured with the least possible time delay and as accurately as possible. For this purpose, in the generally known state of the art, there are two basic and subsequently described structures.

Bei einer invasiven Messung wird ein Temperaturfühler, der in einem wärmeleitfähigen Thermometerschutzrohr angeordnet ist, durch eine Öffnung des Rohrs geführt, so dass das Gehäuse mit Tempertaturfühler in das Fluid hineinragt. Dadurch lässt sich zwar eine besonders geringe Zeitverzögerung und hohe Genauigkeit der Messung erreichen, allerdings bewirkt das Schutzrohr auch einen mechanischen Strömungswiderstand und kann beispielsweise chemisch durch das Fluid angegriffen werden.In an invasive measurement, a temperature sensor, which is arranged in a thermally conductive Thermometerschutzrohr, passed through an opening of the tube, so that the housing protrudes with temperature sensor into the fluid. Although this makes it possible to achieve a particularly low time delay and high accuracy of the measurement, the protective tube also effects a mechanical flow resistance and can be chemically attacked by the fluid, for example.

Daher wird die Temperatur oft nichtinvasiv gemessen, wobei ein Temperatursensor in der Basis eines Gehäuses angeordnet ist, welches außen auf das Rohr aufgesetzt wird. Das Gehäuse wird dabei üblicherweise durch Schellen, die um das Rohr umlaufend angeordnet sind, befestigt.Therefore, the temperature is often measured non-invasively, with a temperature sensor located in the base of a housing which is externally placed on the tube. The housing is usually attached by clamps which are arranged circumferentially around the tube.

Der Temperatursensor, beispielsweise ein elektrischer Messwiderstand wie ein Pt-100, ist dann über mindestens eine Zwischenschicht thermisch an das Rohr gekoppelt. Bei dieser Zwischenschicht kann es sich um Lack, Rost, Luft, die Basisplatte des Gehäuses oder ein thermisches Interface-Material, wie beispielsweise Wärmeleitpaste, der Temperaturmesseinrichtung handeln. Diese mindestens eine Zwischenschicht und auch geometrische Abweichungen der Form der Oberfläche des Rohrs und der des Gehäuses, beispielsweise aufgrund der Krümmung des Rohrs, führen dabei zu einer Beeinträchtigung der thermischen Kopplung des Fluides beziehungsweise der Rohroberfläche an den Sensor. Insbesondere ist die Güte der thermischen Kopplung gegebenenfalls zeitabhängig, beispielsweise aufgrund der Bildung von Rost oder bei Verschiebung oder Verkippung des Gehäuses.The temperature sensor, for example an electrical measuring resistor such as a Pt-100, is then thermally coupled to the tube via at least one intermediate layer. This intermediate layer may be paint, rust, air, the base plate of the housing or a thermal interface material, such as thermal grease, of the temperature measuring device. This at least one intermediate layer and also geometric deviations of the shape of the surface of the tube and of the housing, for example due to the curvature of the tube, thereby leading to an impairment of the thermal coupling of the fluid or the tube surface to the sensor. In particular, the quality of the thermal coupling is optionally time-dependent, for example due to the formation of rust or displacement or tilting of the housing.

Aus der AT 390 510 B ist ein Verfahren zur Diagnose einer Temperaturmesseinrichtung bekannt, bei der mittels eines Temperatursensors die Temperatur einer Oberfläche gemessen wird, wobei die Temperatur der Oberfläche lokal verändert wird und der Verlauf der Temperatur des Temperatursensors gemessen wird.From the AT 390 510 B a method for the diagnosis of a temperature measuring device is known in which by means of a temperature sensor, the temperature of a surface is measured, wherein the temperature of the surface is locally changed and the course of the temperature of the temperature sensor is measured.

In der EP 2 863 196 A1 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem der gemessene Verlauf der Temperatur des Temperatursensors mit zuvor erzeugten Kalibrierungsdaten verglichen wird.In the EP 2 863 196 A1 A method is described in which the measured course of the temperature of the temperature sensor is compared with previously generated calibration data.

Die EP 2 450 684 A1 offenbart ein Verfahren und eine entsprechend eingerichtete Vorrichtung zur Ermittlung eines Korrekturwertes auf Basis des Messwertes eines Messfühlers und einer Korrekturwertvorgabe, wobei bei der Detektion bzw. Rekonstruktion der Kennlinie Messwertfolgen des Messfühlers und Messwertfolgen des Referenzmessfühlers in Phase zueinander gebracht werden.The EP 2 450 684 A1 discloses a method and a correspondingly configured device for determining a correction value on the basis of the measured value of a measuring sensor and a correction value specification, wherein in the detection or reconstruction of the characteristic measured value sequences of the measuring sensor and measured value sequences of the reference measuring sensor are brought into phase with each other.

Aufgabe und LösungTask and solution

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mit dem die Güte der thermischen Kopplung der Oberfläche eines fluiddurchströmten Rohres an den Sensor überprüft wird.It is the object of the present invention to provide a device and a method with which the quality of the thermal coupling of the surface of a fluid-flow pipe is checked to the sensor.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch eine Temperaturmesseinrichtung gemäß Anspruch 4. Die jeweils nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.The object is achieved by a method according to claim 1 and by a temperature measuring device according to claim 4. The respective subsequent dependent claims give advantageous developments of the invention.

Offenbarung der LösungRevelation of the solution

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass zur Diagnose der Temperaturmesseinrichtung die Temperatur der Oberfläche des Rohres lokal zumindest mittelbar verändert wird, und der Verlauf der Temperatur eines Temperatursensors der Temperaturmesseinrichtung gemessen wird, und der gemessene Verlauf mit zuvor erzeugten Kalibrierungsdaten verglichen wird.The invention includes the technical teaching that for the diagnosis of the temperature measuring device, the temperature of the surface of the tube is locally changed at least indirectly, and the course of the temperature of a temperature sensor of the temperature measuring device is measured, and the measured curve is compared with previously generated calibration data.

Die lokale Veränderung der Temperatur kann als Temperaturpuls angesehen werden, wobei die Antwort des Sensors auf diesen Puls (Pulsantwort) charakteristisch ist für die thermische Kopplung der Oberfläche an den Sensor. Die Veränderung der Temperatur kann dabei sowohl eine Erhöhung als auch eine Verringerung der Temperatur bedeuten.The local change in temperature can be considered as a temperature pulse, the response of the sensor to this pulse (pulse response) being characteristic of the thermal coupling of the surface to the sensor. The change in temperature can mean both an increase and a decrease in the temperature.

Der Vorteil dieses Verfahrens ist beispielsweise darin zu sehen, dass somit eine auch im Betrieb beliebig wiederholbare Diagnose ermöglicht wird, welche intrinsisch sämtliche möglichen Fehlerquellen für eine fehlerhafte thermische Kopplung berücksichtigt. Außerdem ist eine Überprüfung sowohl der Amplitude als auch der Zeitverzögerung der Pulsantwort des Sensors durchführbar.The advantage of this method can be seen, for example, in the fact that a diagnosis which can be repeated at will in any way is thus made possible which intrinsically takes into account all possible sources of error for a faulty thermal coupling. In addition, a review of both the amplitude and the time delay of the pulse response of the sensor is feasible.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die Kalibrierungsdaten zuvor durch mindestens eine Kalibrierungsmessung erzeugt. Diese Messung kann beispielsweise vor Einbau der Temperaturmesseinrichtung herstellerseitig im Werk stattfinden, oder auch nach Einbau verbraucherseitig im jeweiligen Arbeitsumfeld, gegebenenfalls auch während des laufenden Betriebs. In a preferred embodiment of the method, the calibration data is previously generated by at least one calibration measurement. This measurement can take place, for example, before installation of the temperature measuring device on the manufacturer side in the factory, or even after installation on the consumer side in the respective working environment, possibly also during operation.

Vorteilhaft hierbei ist, dass somit besonders zuverlässig zeitliche Veränderungen der thermischen Kopplung gegenüber einem ursprünglichen Zustand vor dem Einbau oder kurz nach dem Einbau nachgewiesen werden können. Vor allem das Durchführen einer Kalibrierungsmessung im späteren Arbeitsumfeld garantiert eine Berücksichtigung sämtlicher möglicherweise relevanter Einflüsse und ist mit vernachlässigbaren Aufwand durchführbar, da diese Kalibrierungsmessung technisch prinzipiell einer späteren Diagnosemessung entspricht.The advantage here is that thus particularly reliable temporal changes of the thermal coupling compared to an original state before installation or shortly after installation can be detected. Above all, carrying out a calibration measurement in the later working environment guarantees consideration of all possibly relevant influences and can be carried out with negligible effort, since this calibration measurement technically corresponds in principle to a later diagnosis measurement.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass die Kalibrierungsdaten zuvor durch numerische Simulation erzeugt werden.A further preferred embodiment of the method provides that the calibration data are previously generated by numerical simulation.

Vorteilhaft hieran ist, dass beispielsweise durch Simulation verschiedener thermischer Isolationsschichten wie verschiedener Lackierungen oder auch verschiedener geometrischer Konfigurationen von Oberfläche und Temperaturmesseinrichtung prinzipiell eine jede in der Praxis auftretende Konfiguration und jede entsprechende Pulsantwort des Temperatursensors simuliert werden kann. Somit ist es beispielsweise möglich, auf eine Kalibrierungsmessung zu verzichten, und stattdessen zuvor hinterlegte Kalibrierungsdaten zu verwenden.The advantage of this is that, for example, by simulating various thermal insulation layers such as different finishes or different geometric configurations of surface and temperature measuring device in principle any occurring in practice configuration and any corresponding pulse response of the temperature sensor can be simulated. Thus, it is possible, for example, to dispense with a calibration measurement, and instead to use previously stored calibration data.

Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch eine Temperaturmesseinrichtung zur nicht invasiven Messung der Temperatur einer Oberfläche eines fluiddurchströmten Rohres, umfassend einen Temperatursensor sowie ein Gehäuse zur Aufnahme des Temperatursensors und zur Anbringung an der Oberfläche. Die dieser Lösung der Aufgabe zugrundeliegende Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Temperaturmesseinrichtung außerdem mindestens eine Temperaturveränderungseinrichtung umfasst, zur lokalen Veränderung der Temperatur der Oberfläche.The object is also achieved by a temperature measuring device for non-invasive measurement of the temperature of a surface of a fluid-flow pipe, comprising a temperature sensor and a housing for receiving the temperature sensor and for attachment to the surface. The invention underlying this solution of the object includes the technical teaching that the temperature measuring device also comprises at least one temperature change device for local variation of the temperature of the surface.

Der Vorteil einer solchen Temperaturmesseinrichtung besteht unter anderem darin, dass mit Hilfe der mindestens einen Temperaturveränderungseinrichtung ein prinzipiell beliebig geformter Temperaturpuls ausgegeben werden kann, um die Temperatur der Oberfläche dementsprechend zu verändern. Durch Messung der Temperatur und durch Analyse von deren Verlauf kann dann insbesondere auf eine fehlerhafte thermische Kopplung von Temperatursensor und Oberfläche geschlossen werden. Dabei kann die Temperaturveränderungseinrichtung beispielsweise unmittelbar auf die Oberfläche einwirken, oder mittelbar zuerst auf eine Zwischenschicht oder auf eine Adapterplatte, die Teil des Gehäuses sein kann, und erst dadurch mittelbar auf die Oberfläche.The advantage of such a temperature measuring device is, inter alia, that with the aid of the at least one temperature change device, a temperature pulse of arbitrary shape can be output, in order to change the temperature of the surface accordingly. By measuring the temperature and by analyzing its course, it is then possible in particular to conclude that the temperature sensor and the surface are defective in thermal coupling. In this case, the temperature change device, for example, act directly on the surface, or indirectly first on an intermediate layer or on an adapter plate, which may be part of the housing, and only thereby indirectly on the surface.

Die Temperaturveränderungseinrichtung kann dabei beispielsweise im Gehäuse, an dem Gehäuse oder davon getrennt vorzugsweise in der Nähe des Gehäuses angeordnet sein.The temperature change device can be arranged, for example, in the housing, on the housing or separately therefrom, preferably in the vicinity of the housing.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Temperaturveränderungseinrichtung zumindest mittelbar auf der Oberfläche angebracht ist.A preferred embodiment of the invention provides that the temperature change device is mounted at least indirectly on the surface.

Dies bedeutet, dass die Temperaturpulsübertragung beispielsweise mittelbar durch eine Adapterplatte oder auch unmittelbar, in beiden Fällen aber über Wärmeleitungen geschieht. Vorteilhaft daran sind vor allem die genau definierbare Lokalisierung (also Wahl des Ortes und der Ausdehnung) des zu erhitzenden oder abzukühlenden Teils der Oberfläche und auch der fertigungstechnisch geringe Aufwand beim Aufbau und der Anbringung der Temperaturmesseinrichtung.This means that the temperature pulse transmission, for example, indirectly through an adapter plate or directly, but in both cases via heat conduction happens. Advantageous in particular are the precisely definable localization (ie choice of location and extent) of the part of the surface to be heated or cooled and also the production engineering low effort in the construction and mounting of the temperature measuring device.

Vorzugsweise ist dabei die Temperaturveränderungseinrichtung als Heizwiderstand ausgebildet. Durch Anlegen einer Wechselspannung oder Gleichspannung an den Enden des Heizwiderstandes kann mit hoher Zuverlässigkeit ein an den Heizwiderstand angrenzender Bereich erhitzt werden.Preferably, the temperature change device is designed as a heating resistor. By applying an AC voltage or DC voltage to the ends of the heating resistor, a region adjacent to the heating resistor can be heated with high reliability.

Ebenfalls bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei welcher die Temperaturveränderungseinrichtung als Peltier-Element ausgebildet ist. Dadurch ist vorteilhafterweise insbesondere auch eine lokale Abkühlung der Oberfläche erreichbar.Also preferred is an embodiment in which the temperature change device is designed as a Peltier element. As a result, in particular a local cooling of the surface is advantageously achievable.

Die zuvor genannten Ausführungsformen profitieren insbesondere davon, dass die Temperaturveränderungseinrichtung durch eine geschweißte Verbindung auf der Oberfläche angebracht ist. Beispielsweise kann ein Gehäuse der Temperaturveränderungseinrichtung auf die Oberfläche geschweißt sein. Dadurch ist eine besonders zuverlässige und zeitlich stabile Wärmeübertragung gewährleistet.In particular, the aforementioned embodiments benefit from the fact that the temperature change device is attached to the surface by a welded connection. For example, a housing of the temperature changing device may be welded to the surface. This ensures a particularly reliable and stable heat transfer over time.

Eine andere, bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Temperaturveränderungseinrichtung zur berührungslosen Temperaturveränderung ausgebildet ist.Another preferred embodiment of the invention provides that the temperature change device is designed for non-contact temperature change.

Eine solche Vorrichtung lässt sich vorteilhafter Weise besonders einfach anbringen und beispielsweise zu Wartungszwecken wieder entfernen.Such a device can advantageously be particularly easy to attach and remove, for example, for maintenance purposes again.

Besonders bevorzugt ist dabei eine Ausführungsform, bei der die Temperaturveränderungseinrichtung als Strahlungsquelle ausgebildet ist. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Laser oder um eine andere vorzugsweise fokussierte Lichtstrahlungsquelle, beispielsweise mit Strahlungserzeugung im Infrarotbereich, oder auch Mikrowellenstrahlung handeln. An embodiment in which the temperature change device is designed as a radiation source is particularly preferred. This may be, for example, a laser or another preferably focused light radiation source, for example with radiation generation in the infrared range, or also microwave radiation.

Ebenfalls bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Temperaturveränderungseinrichtung als Induktionsspule ausgebildet ist. Dann kann durch Anlegen eines Wechselstromes an dieser Spule ein benachbarter Teil der Oberfläche besonders effektiv erhitzt werden.Also preferred is an embodiment in which the temperature change device is designed as an induction coil. Then, by applying an alternating current to this coil, an adjacent part of the surface can be heated particularly effectively.

Figurenbeschreibungfigure description

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der beiden Figuren exemplarisch näher dargelegt.Further advantageous embodiments of the invention will be explained in more detail below together with the description of the two figures by way of example.

Es zeigenShow it

1 das Schema einer erfindungsgemäßen Temperaturmesseinrichtung auf einer Oberfläche, und 1 the diagram of a temperature measuring device according to the invention on a surface, and

2 das Schema einer erfindungsgemäßen Temperaturmesseinrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel. 2 the diagram of a temperature measuring device according to the invention in a second embodiment.

Gemäß 1 umfasst eine Temperaturmesseinrichtung 1 einen Temperatursensor 2, der in einem Gehäuse 3 angeordnet ist. Unterhalb des Temperatursensors 2 und des Gehäuses 3 ist dabei jeweils eine thermische Zwischenschicht 4a, 4b angeordnet. Diese setzt sich zusammen aus dort angeordneten, hier nicht näher dargestellten, Schichten von Luft, Wärmeleitpaste, Rost und Lack. Das Gehäuse 3 ist dabei, mittelbar über die Zwischenschicht 4b, auf einer Oberfläche 5 angebracht.According to 1 includes a temperature measuring device 1 a temperature sensor 2 in a housing 3 is arranged. Below the temperature sensor 2 and the housing 3 is in each case a thermal intermediate layer 4a . 4b arranged. This is composed of arranged there, not shown here, layers of air, thermal grease, rust and paint. The housing 3 is there, indirectly via the intermediate layer 4b , on a surface 5 appropriate.

Die Temperaturmesseinrichtung 1 verfügt ferner über eine Temperaturveränderungseinrichtung 6. Diese ist hier als nicht näher dargestellter Heizwiderstand ausgeführt, welcher auf der Oberfläche 5 angeschweißt ist.The temperature measuring device 1 also has a temperature change device 6 , This is executed here as not shown in detail heating resistor, which on the surface 5 is welded.

Im Betrieb wird durch Anlegen eines Spannungspulses an der Temperaturveränderungseinrichtung 6 in Form eines Heizwiderstands die Temperatur der Oberfläche 5 darunter pulsartig erhöht. Durch Wärmeleitung über die thermischen Zwischenschichten 4a, 4b und das Gehäuse 3 wird die Temperatur der Oberfläche 5 an den Temperatursensor 2 übertragen. Etwaige Fehlstellen innerhalb des entsprechenden Wärmeleitpfades mit Auswirkung auf die thermischen Kopplung von dem Temperatursensor 2 an die Oberfläche 5, beispielsweise aufgrund von Veränderung der Zwischenschichten 4a, 4b oder aufgrund von Verrutschen oder Verkippen des Gehäuses 3, können dann durch Vergleich des Verlaufs der Temperatur des Temperatursensors 2 mit einem zuvor hinterlegten Kalibrierungsverlauf festgestellt werden.In operation, by applying a voltage pulse to the temperature change device 6 in the form of a heating resistor, the temperature of the surface 5 including increased in a pulse. By heat conduction through the thermal intermediate layers 4a . 4b and the case 3 becomes the temperature of the surface 5 to the temperature sensor 2 transfer. Any defects within the corresponding heat conduction path with effect on the thermal coupling of the temperature sensor 2 to the surface 5 , for example due to alteration of the intermediate layers 4a . 4b or due to slipping or tilting of the housing 3 , then can by comparing the course of the temperature of the temperature sensor 2 be determined with a previously filed calibration history.

Ein solcher Kalibrierungsverlauf wird dabei erzeugt, indem der oben beschriebene Spannungspuls an der Temperaturveränderungseinrichtung 6 angelegt wird, und die Messung der Pulsantwort des Thermosensors gemessen wird, wenn die Temperaturmesseinrichtung 1 gerade neu und fehlerfrei installiert worden ist.Such a calibration process is generated by the above-described voltage pulse at the temperature change device 6 is applied, and the measurement of the pulse response of the thermal sensor is measured when the temperature measuring device 1 has just been re-installed and error-free.

Gemäß 2 umfasst die Temperaturmesseinrichtung 1 neben dem Temperatursensor 2 und dem Gehäuse 3 auch eine Adapterplatte 7, welche zwischen Gehäuse 3 und Oberfläche 5 angeordnet ist. Zwischen Adapterplatte 7 und Oberfläche 5 ist außerdem eine thermische Zwischenschicht 4c angeordnet.According to 2 includes the temperature measuring device 1 next to the temperature sensor 2 and the housing 3 also an adapter plate 7 which between housing 3 and surface 5 is arranged. Between adapter plate 7 and surface 5 is also a thermal interlayer 4c arranged.

Die Temperaturmesseinrichtung 1 verfügt außerdem über eine Temperaturveränderungseinrichtung 6, welche anders als im vorherigen Ausführungsbeispiel in einem Abstand zum Gehäuse 3 und zur Adapterplatte 7 angeordnet ist. Die Temperaturveränderungseinrichtung 6 ist dabei als Induktionsspule ausgebildet, und erhitzt somit die Adapterplatte 7 und dadurch mittelbar die darunterliegende Oberfläche 5 berührungslos. Ein Pfad der elektromagnetischen Strahlung ist dabei mit der gepunkteten Linie skizziert. Es wird somit ein Bereich unterhalb der Temperaturveränderungseinrichtung 6 erhitzt.The temperature measuring device 1 also has a temperature change device 6 which, unlike in the previous embodiment, at a distance from the housing 3 and to the adapter plate 7 is arranged. The temperature change device 6 is designed as an induction coil, and thus heats the adapter plate 7 and thus indirectly the underlying surface 5 without contact. A path of the electromagnetic radiation is sketched with the dotted line. It thus becomes an area below the temperature change device 6 heated.

Im Betrieb wird ein Wechselstrom an die Temperaturveränderungseinrichtung 6 in Form der Induktionsspule angelegt, wodurch ein elektrischer Wirbelstrom in der Adapterplatte 7 induziert wird, welcher diese Adapterplatte 7 und dadurch, mit Wärmeleitung auch über die Zwischenschicht 4c, die Oberfläche 5 erhitzt. Die erzeugte Wärme wird durch Wärmeleitung über die Zwischenschicht 4c, 4b, 4a und über die Adapterplatte 7 sowie das Gehäuse 3 an den Temperatursensor 2 geleitet. Durch Vergleich von Charakteristika des Verlaufs der Temperatur des Temperatursensors 2 nach Auslösen eines Temperaturpulses durch die Temperaturveränderungseinrichtung 6 können Fehler bei der Wärmeleitung, beispielsweise durch neu auftretenden Rost oder durch Vertrocknen von Wärmeleitpaste, identifiziert werden.In operation, an alternating current is supplied to the temperature changing device 6 applied in the form of the induction coil, creating an electrical eddy current in the adapter plate 7 is induced, which this adapter plate 7 and thereby, with heat conduction also over the intermediate layer 4c , the surface 5 heated. The generated heat is generated by heat conduction through the intermediate layer 4c . 4b . 4a and over the adapter plate 7 as well as the housing 3 to the temperature sensor 2 directed. By comparing characteristics of the course of the temperature of the temperature sensor 2 after triggering a temperature pulse by the temperature change device 6 errors in the heat conduction, for example, by newly occurring rust or by drying of thermal grease can be identified.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche von den nachfolgenden Ansprüchen mit umfasst sind.The invention is not limited to the embodiments described above. On the contrary, modifications of this are conceivable, which are included in the following claims.

So ist es beispielsweise auch denkbar, dass die Temperaturveränderungseinrichtung als Lichtquelle oder als Peltier-Element ausgebildet ist. Auch ist denkbar, dass die Temperaturveränderungseinrichtung in das Gehäuse der Temperaturmesseinrichtung integriert ist.For example, it is also conceivable that the temperature change device is designed as a light source or as a Peltier element. It is also conceivable that the temperature change device is integrated in the housing of the temperature measuring device.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
TemperaturmesseinrichtungTemperature measuring device
22
Temperatursensortemperature sensor
33
Gehäusecasing
4a, 4b, 4c4a, 4b, 4c
Zwischenschichtinterlayer
55
Oberflächesurface
66
TemperaturveränderungseinrichtungTemperature change means
77
Adapterplatteadapter plate

Claims (11)

Verfahren zur Diagnose der thermischen Kopplung einer nichtinvasiven Temperaturmesseinrichtung (1), mit der mittels eines Temperatursensors (2) die Temperatur einer Oberfläche (5) eines fluiddurchströmten Rohres gemessen wird, umfassend die Schritte, bei denen die Temperatur der Oberfläche (5) des Rohres lokal zumindest mittelbar verändert wird, und der Verlauf der Temperatur des Temperatursensors (2) gemessen wird, und der gemessene Verlauf mit zuvor erzeugten Kalibrierungsdaten verglichen wird.Method for diagnosing the thermal coupling of a non-invasive temperature measuring device ( 1 ), by means of a temperature sensor ( 2 ) the temperature of a surface ( 5 ) of a tube through which fluid flows, comprising the steps in which the temperature of the surface ( 5 ) of the pipe is changed locally at least indirectly, and the course of the temperature of the temperature sensor ( 2 ) and the measured history is compared with previously generated calibration data. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kalibrierungsdaten zuvor durch mindestens eine Kalibrierungsmessung erzeugt werden.The method of claim 1, wherein the calibration data is previously generated by at least one calibration measurement. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kalibrierungsdaten zuvor durch numerische Simulation erzeugt werden.The method of claim 1, wherein the calibration data is previously generated by numerical simulation. Temperaturmesseinrichtung (1) zur nichtinvasiven Messung der Temperatur einer Oberfläche (5) eines fluiddurchströmten Rohres, umfassend einen Temperatursensor (2) sowie ein Gehäuse (3) zur Aufnahme des Temperatursensors (2) und zur Anbringung an der Oberfläche (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmesseinrichtung (1) mindestens eine Temperaturveränderungseinrichtung (6) zur lokalen Veränderung der Temperatur der Oberfläche (5) umfasst.Temperature measuring device ( 1 ) for the non-invasive measurement of the temperature of a surface ( 5 ) of a fluid-flow pipe, comprising a temperature sensor ( 2 ) as well as a housing ( 3 ) for receiving the temperature sensor ( 2 ) and for attachment to the surface ( 5 ), characterized in that the temperature measuring device ( 1 ) at least one temperature change device ( 6 ) for locally changing the temperature of the surface ( 5 ). Temperaturmesseinrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Temperaturveränderungseinrichtung (6) zumindest mittelbar auf der Oberfläche (5) angebracht ist.Temperature measuring device ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the at least one temperature change device ( 6 ) at least indirectly on the surface ( 5 ) is attached. Temperaturmesseinrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Temperaturveränderungseinrichtung (6) als Heizwiderstand ausgebildet ist.Temperature measuring device ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the at least one temperature change device ( 6 ) is designed as a heating resistor. Temperaturmesseinrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Temperaturveränderungseinrichtung (6) als Peltier-Element ausgebildet ist.Temperature measuring device ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the at least one temperature change device ( 6 ) is designed as a Peltier element. Temperaturmesseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Temperaturveränderungseinrichtung (6) durch eine geschweißte Verbindung auf der Oberfläche (5) angebracht ist.Temperature measuring device ( 1 ) according to one of claims 4 to 7, characterized in that the at least one temperature change device ( 6 ) by a welded connection on the surface ( 5 ) is attached. Temperaturmesseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Temperaturveränderungseinrichtung (6) zur berührungslosen Temperaturveränderung ausgebildet ist.Temperature measuring device according to claim 4, characterized in that the at least one temperature change device ( 6 ) is designed for non-contact temperature change. Temperaturmesseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Temperaturveränderungseinrichtung (6) als elektromagnetische Strahlungsquelle ausgebildet ist.Temperature measuring device according to claim 9, characterized in that the at least one temperature change device ( 6 ) is designed as an electromagnetic radiation source. Temperaturmesseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Temperaturveränderungseinrichtung (6) als Induktionsspule ausgebildet ist.Temperature measuring device according to claim 9, characterized in that the at least one temperature change device ( 6 ) is designed as an induction coil.
DE102015105819.7A 2015-04-16 2015-04-16 Temperature measuring device with self-diagnostic function and method for this purpose Active DE102015105819B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015105819.7A DE102015105819B4 (en) 2015-04-16 2015-04-16 Temperature measuring device with self-diagnostic function and method for this purpose

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015105819.7A DE102015105819B4 (en) 2015-04-16 2015-04-16 Temperature measuring device with self-diagnostic function and method for this purpose

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102015105819A1 DE102015105819A1 (en) 2016-10-20
DE102015105819B4 true DE102015105819B4 (en) 2018-01-18

Family

ID=57043662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015105819.7A Active DE102015105819B4 (en) 2015-04-16 2015-04-16 Temperature measuring device with self-diagnostic function and method for this purpose

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102015105819B4 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3742139A1 (en) 2019-05-21 2020-11-25 ABB Schweiz AG Testing method for non-invasive temperature measuring instruments
DE102020133847A1 (en) 2020-12-16 2022-06-23 Endress+Hauser Wetzer Gmbh+Co. Kg Thermometer with diagnostic function

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT390510B (en) * 1988-08-04 1990-05-25 Vaillant Gmbh Device for monitoring the function of a sensor responding to a temperature limiting value
EP2450684A1 (en) * 2009-04-28 2012-05-09 Techem Energy Services GmbH Method and device for determining a correction value within a heating control device
EP2863196A1 (en) * 2012-06-19 2015-04-22 Edan Instruments, Inc. Self-calibration temperature control device and method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT390510B (en) * 1988-08-04 1990-05-25 Vaillant Gmbh Device for monitoring the function of a sensor responding to a temperature limiting value
EP2450684A1 (en) * 2009-04-28 2012-05-09 Techem Energy Services GmbH Method and device for determining a correction value within a heating control device
EP2863196A1 (en) * 2012-06-19 2015-04-22 Edan Instruments, Inc. Self-calibration temperature control device and method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3742139A1 (en) 2019-05-21 2020-11-25 ABB Schweiz AG Testing method for non-invasive temperature measuring instruments
WO2020234156A1 (en) 2019-05-21 2020-11-26 Abb Schweiz Ag Testing method for non-invasive temperature measuring instruments
US11579026B2 (en) 2019-05-21 2023-02-14 Abb Schweiz Ag Testing method for non-invasive temperature measuring instruments
DE102020133847A1 (en) 2020-12-16 2022-06-23 Endress+Hauser Wetzer Gmbh+Co. Kg Thermometer with diagnostic function

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015105819A1 (en) 2016-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3234515B1 (en) Thermal flowmeter with a diagnostic function
DE102008015359A1 (en) Temperature sensor and method for its production
EP2399108A1 (en) Measuring device for a heat exchanger
DE102011012769A1 (en) High-performance instantaneous water heater and method for its production
DE3904894C1 (en)
EP2706327A1 (en) Coriolis flow measuring device
DE102015105819B4 (en) Temperature measuring device with self-diagnostic function and method for this purpose
DE102010040285A1 (en) Thermal flowmeter
DE102009000067A1 (en) Device for determining and/or monitoring mass flow rate of e.g. liquid, has evaluation unit determining information about measurement of measuring units and correction value for determination of values
EP2100112A1 (en) Device for measuring temperature
EP3234519B1 (en) Thermal flow meter having diagnostic function
DE102013015380A1 (en) Method for pressing or welding the protective cap of a high-temperature sensor
DE102007000029B3 (en) Multipoint measuring device for use as e.g. thermocouple, has insulating matrix drawn from continuous material with return conductor and forward conductors, where matrix is opened at connection points and different connections are conducted
EP3390997B1 (en) Device and method for reliably and precisely determining the temperature of a medium
DE10393518B4 (en) Heat flow measuring device for pressure pipes and method for measuring a heat flow through pressure pipes
EP3012596A1 (en) Measuring device for determining the flow speed of a medium in a conduit
DE102017101552A1 (en) A method of compensating the probe misalignment and probe device
EP3285048A1 (en) Method and sensor device for determining the temperature of a medium and the flow rate of the medium through a cross-section and their use
EP3348118A1 (en) Method and device for monitoring a semiconductor module
DE102012018020B4 (en) Method and installation for non-destructive testing of spaced successive elongated line-shaped joints
EP2857815A2 (en) Method and device for monitoring the surface of a reactor
DE10038792C1 (en) Measuring container liquid level involves alternately measuring thermovoltage, temperature-dependent electrical resistance of conducting path region(s) with cooling intervals between
DE202013103733U1 (en) Fast stage temperature sensor
DE102005054803A1 (en) Method and device for nondestructive measurement of surface tensions on objects
WO2023083512A1 (en) Method and system for determining the temperature of a fluid flowing through a line body

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R083 Amendment of/additions to inventor(s)
R082 Change of representative

Representative=s name: MARKS, FRANK DIETER, DIPL.-ING. PAT.-ING., DE

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final