DE102020104820A1

DE102020104820A1 - Temperature measuring device

Info

Publication number: DE102020104820A1
Application number: DE102020104820.3A
Authority: DE
Inventors: Robert Karger
Original assignee: Labom Mess und Regeltechnik Ges mbH; Labom Mess und Regeltechnik GmbH
Current assignee: Labom Mess und Regeltechnik Ges mbH; Labom Mess und Regeltechnik GmbH
Priority date: 2020-02-24
Filing date: 2020-02-24
Publication date: 2021-08-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Temperaturmessgerät mit einem Grundkörper (12) und mit einem Temperatursensor (14) zur Bestimmung der Temperatur eines im Grundkörper befindlichen Mediums (36). Im Grundkörper (12) ist eine am Grundkörper (12) befestigte Folie (18) vorgesehen, die eine mit dem Medium (36) in Kontakt stehende, nämlich dem Medium (36) zugewandte Seite, und eine nicht mit dem Medium (36) in Kontakt stehende, nämlich dem Medium (36) abgewandte Seite aufweist, wobei der Temperatursensor (14) auf der dem Medium (36) abgewandten Seite auf der Folie (18) befestigt ist.The invention relates to a temperature measuring device with a base body (12) and with a temperature sensor (14) for determining the temperature of a medium (36) located in the base body. In the base body (12) a film (18) is provided which is fastened to the base body (12) and has a side in contact with the medium (36), namely the medium (36), and a side not facing the medium (36) Having contact, namely the side facing away from the medium (36), the temperature sensor (14) being fastened on the side facing away from the medium (36) on the film (18).

Description

Die Erfindung betrifft ein Temperaturmessgerät gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a temperature measuring device according to the preamble of claim 1.

Die Erfindung befasst sich mit der Temperaturmessung von Medien in Rohrleitungen. Dabei herrschen oftmals anspruchsvolle hygienische Anforderungen, wenn die Medien in der Herstellung von Lebensmitteln oder Medikamenten verwendet werden.The invention is concerned with the temperature measurement of media in pipelines. There are often demanding hygienic requirements when the media are used in the production of food or medicines.

Im Stand der Technik ist die Einbringung eines Temperatursensors in eine derartige Rohrleitung bekannt. Damit jedoch der Temperatursensor nicht mit dem Medium in Kontakt gerät und das Medium ggf. verunreinigt, ist im Stand der Technik ein Schutzrohr zur Trennung des Temperatursensors vom Prozessmedium vorgesehen.In the prior art, it is known to introduce a temperature sensor into such a pipeline. However, so that the temperature sensor does not come into contact with the medium and possibly contaminate the medium, a protective tube is provided in the prior art to separate the temperature sensor from the process medium.

Eine derartige Anordnung ist jedoch nachteilig, da sich im Inneren der Rohrleitung Toträume bilden, die schlecht gereinigt werden können. Daher ist eine derartige Anordnung nicht optimal für Anwendungen mit besonderen hygienischen Anforderungen.Such an arrangement is disadvantageous, however, since dead spaces are formed in the interior of the pipeline which are difficult to clean. Such an arrangement is therefore not optimal for applications with special hygienic requirements.

Zudem wird insbesondere bei viskosen Medien oder kleinen Rohrdurchmessern der Fließwiderstand durch ein derartiges Schutzrohr signifikant erhöht. In dem Fall ist entweder eine hohe Pumpleistung erforderlich, oder der Produktdurchsatz wird deutlich reduziert, was die Wirtschaftlichkeit des Prozesses beeinträchtigt. In addition, especially in the case of viscous media or small pipe diameters, the flow resistance is significantly increased by such a protective pipe. In this case, either a high pump output is required or the product throughput is significantly reduced, which impairs the economic efficiency of the process.

Schließlich ist eine derartige Anordnung nachteilig, da lediglich eine verzögerte Messung stattfinden kann, da die Wärme des Mediums erst durch das Schutzrohr zum Temperatursensor fließen muss. Dies ist jedoch mit einer gewissen Latenz verbunden, die oftmals unerwünscht ist.Finally, such an arrangement is disadvantageous, since only a delayed measurement can take place, since the heat of the medium first has to flow through the protective tube to the temperature sensor. However, this is associated with a certain latency, which is often undesirable.

Eine weitere Art der Temperaturmessung ist in DE 10 2005 040 699 B3 gezeigt. Hierbei erfolgt nicht die Messung im Medium, sondern die Messung der Rohrtemperatur auf der Außenseite der Rohrleitung. Aus dieser Rohrleitungstemperatur muss dann jedoch auf die Mediumtemperatur unter Berücksichtigung diverser Randbedingungen geschlossen werden. Diese Art der Temperaturmessung ist zwar sehr vorteilhaft im Hinblick auf die hygienischen Bedingungen auf der Medienseite der Rohrleitung. Die Rohrleitung kann nämlich im Inneren, d.h. auf der Medienseite homogen und glatt gehalten werden, so dass sich optimale hygienische Verhältnisse bereitstellen lassen. Darüber hinaus ist diese Art der Temperaturmessung sehr vorteilhaft, da sie selbst bei kleinsten Rohrdurchmessern ohne Beeinträchtigung des Fließverhaltens der Rohrleitung verwendet werden kann.Another way of measuring temperature is in DE 10 2005 040 699 B3 shown. In this case, the measurement is not carried out in the medium, but rather the pipe temperature is measured on the outside of the pipeline. From this pipeline temperature, however, conclusions must be drawn about the medium temperature, taking various boundary conditions into account. This type of temperature measurement is very advantageous with regard to the hygienic conditions on the media side of the pipeline. The pipeline can namely be kept homogeneous and smooth inside, ie on the media side, so that optimal hygienic conditions can be provided. In addition, this type of temperature measurement is very advantageous because it can be used even with the smallest pipe diameters without impairing the flow behavior of the pipeline.

Jedoch herrscht bei dieser Art der Temperaturmessung nur selten an der Rohraußenseite die gleiche Temperatur wie im Medium, da meist die Mediumtemperatur von der Umgebungstemperatur abweicht und daher ein Wärmeverlust in der Rohrwandung aufgrund der physikalischen Gesetze der Wärmeübertragung stattfindet. Damit ergeben sich jedoch je nach den jeweiligen Prozessbedingungen mehr oder weniger signifikante Abweichungen der gemessenen Temperatur von der tatsächlichen Mediumtemperatur.However, with this type of temperature measurement, the same temperature prevails on the outside of the pipe as in the medium, since the medium temperature usually deviates from the ambient temperature and therefore there is a loss of heat in the pipe wall due to the physical laws of heat transfer. However, depending on the respective process conditions, this results in more or less significant deviations of the measured temperature from the actual medium temperature.

Zur Bewältigung der sich aus derartigen Abweichungen ergebenden Probleme schlägt DE 10 2016 107 335 A1 vor, Annahmen über Umgebungsbedingungen zu treffen und die gemessene Temperatur in eine mutmaßliche Mediumtemperatur umzurechnen.To cope with the problems arising from such deviations, suggests DE 10 2016 107 335 A1 suggests making assumptions about ambient conditions and converting the measured temperature into a presumed medium temperature.

Dieses Verfahren ist jedoch nicht von konstanter Zuverlässigkeit, da seine Genauigkeit von Annahmen über die Umgebungsbedingungen abhängig ist und sich die Umgebungsbedingungen nicht immer exakt voraussagen lassen. Wenn sich die Umgebungsbedingungen unerwartet ändern, führt dies fast zwangsläufig zu einer fehlerhaften Temperaturmessung.However, this method is not of constant reliability, since its accuracy depends on assumptions about the ambient conditions and the ambient conditions cannot always be precisely predicted. If the ambient conditions change unexpectedly, this almost inevitably leads to an incorrect temperature measurement.

Neben dem Problem der Messgenauigkeit tritt zudem eine verzögerte Messung der Mediumtemperatur auf, da - wie bei Schutzrohren - die Wärme erst durch die Rohrwand fließen muss, bevor sie gemessen werden kann.In addition to the problem of measurement accuracy, there is also a delayed measurement of the medium temperature, since - as with thermowells - the heat first has to flow through the pipe wall before it can be measured.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Temperaturmessung von Medien in Rohrleitungen hinsichtlich Ansprechzeit und Genauigkeit zu verbessern.The invention is therefore based on the object of improving the temperature measurement of media in pipelines in terms of response time and accuracy.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen eines Temperaturmessgeräts gemäß Anspruch 1.The invention solves this problem with the features of a temperature measuring device according to claim 1.

Das erfindungsgemäße Temperaturmessgerät umfasst einen Grundkörper und eine am Grundkörper befestigte Folie, die eine mit dem Medium in Kontakt stehende, d.h. dem Medium zugewandte Seite, und eine nicht mit dem Medium in Kontakt stehende, d.h. dem Medium abgewandte, Seite aufweist. Das Gerät weist ferner einen Temperatursensor auf, wobei der Temperatursensor auf der dem Medium abgewandten Seite auf der Folie befestigt ist. Der Temperatursensor dient zur Bestimmung der Temperatur des sich im Grundkörper befindenden Mediums.The temperature measuring device according to the invention comprises a base body and a film attached to the base body which has a side in contact with the medium, i.e. facing the medium, and a side not in contact with the medium, i.e. facing away from the medium. The device also has a temperature sensor, the temperature sensor being attached to the film on the side facing away from the medium. The temperature sensor is used to determine the temperature of the medium located in the base body.

Vorteilhafterweise verläuft ein Innenraum im Grundkörper zwischen den Prozessanschlüssen abschnittsweise rohrförmig, wobei ein Abschnitt zwischen zwei rohrförmigen Abschnitten eine Kammer aufweist, innerhalb derer der Temperatursensor untergebracht ist.Advantageously, an interior space in the main body between the process connections runs in sections in a tubular manner, with a section between two tubular sections forming a chamber has, within which the temperature sensor is housed.

Durch diesen Innenraum verläuft die Folie, die an die Form des Innenraums in ihrer Ausgestaltung angepasst ist. Ist demnach der Innenraum des Grundkörpers hauptsächlich bzw. im Wesentlichen rohrförmig, so ist auch die Folie rohrförmig und bildet somit eine Rohrfolie. Der Querschnitt der Rohrfolie ist dabei vorteilhafterweise geringfügig kleiner gewählt als der Querschnitt des Innenraums des Grundkörpers, so dass ein Luftspalt und damit eine isolierende Luftschicht zwischen der Folie und dem Grundkörper gebildet wird. Dies ist vorteilhaft, da durch diese Maßnahme die Messgenauigkeit und die Ansprechzeit des Systems verbessert werden kann.The film, which is adapted in its design to the shape of the interior, runs through this interior space. Accordingly, if the interior of the base body is mainly or essentially tubular, the film is also tubular and thus forms a tubular film. The cross section of the tubular film is advantageously selected to be slightly smaller than the cross section of the interior of the base body, so that an air gap and thus an insulating air layer is formed between the film and the base body. This is advantageous because this measure can improve the measurement accuracy and the response time of the system.

Durch das Einbringen einer Rohrfolie können sehr gute hygienische Bedingungen erzielt werden. Insbesondere ergibt sich ein gleichmäßiger Querschnitt für das fließende Medium und zwar ohne dass sich Toträume bilden. Der Fließwiderstand der Rohrleitung wird daher durch die Temperaturmessung nicht beeinträchtigt. Der Temperatursensor kann Änderungen der Temperatur des Mediums sehr schnell erfassen, da er lediglich durch eine dünne Folie vom Medium getrennt ist. Weiterhin ist das Gerät deutlich unempfindlicher auf Umgebungsbedingungen, da es durch den Grundkörper von der Umgebung isoliert ist.By inserting a pipe film, very good hygienic conditions can be achieved. In particular, the result is a uniform cross section for the flowing medium, without dead spaces being formed. The flow resistance of the pipeline is therefore not affected by the temperature measurement. The temperature sensor can detect changes in the temperature of the medium very quickly because it is only separated from the medium by a thin film. Furthermore, the device is significantly less sensitive to ambient conditions, as it is isolated from the environment by the base body.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Folie eine metallische Folie. Dies ist vorteilhaft, da eine metallische Folie einerseits eine hohe Wärmeleitfähigkeit bereitstellt, so dass der Temperatursensor sehr schnell auf Temperaturänderungen des Mediums reagieren kann. Andererseits weist eine metallische Folie eine hohe mechanische und chemische Widerstandsfähigkeit gegenüber Reinigungsmittel bzw. möglicherweise aggressiven Medien auf.According to a further development of the invention, the foil is a metallic foil. This is advantageous because, on the one hand, a metallic foil provides high thermal conductivity so that the temperature sensor can react very quickly to temperature changes in the medium. On the other hand, a metallic foil has a high mechanical and chemical resistance to cleaning agents or possibly aggressive media.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Material der Folie Edelstahl oder Hastelloy ist. Derartige Materialien weisen eine besonders hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber aggressiven Medien auf und eignen sich daher besonders bei Anwendungen mit hohen hygienischen Anforderungen.A further development of the invention provides that the material of the foil is stainless steel or Hastelloy. Such materials have a particularly high resistance to aggressive media and are therefore particularly suitable for applications with high hygienic requirements.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Folie eine Foliendicke von 0,025 bis 0,2 mm auf. Eine derartig geringe Foliendicke ist besonders vorteilhaft für eine schnelle Reaktion auf Temperaturänderungen des Mediums, die somit dank eines nur sehr geringen Wärmewiderstandes schnell und weitestgehend fehlerfrei vom Temperatursensor gemessen werden können.According to a further development of the invention, the film has a film thickness of 0.025 to 0.2 mm. Such a small film thickness is particularly advantageous for a quick reaction to temperature changes in the medium, which can therefore be measured quickly and largely error-free by the temperature sensor thanks to only a very low thermal resistance.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass sich die Folie zwischen am Grundkörper, vorzugsweise an Endabschnitten des Grundkörpers, vorgesehen Prozessanschlüssen erstreckt. Mittels solcher Prozessanschlüsse kann das Temperaturmessgerät auf einfache Weise in ein Rohrleitungssystem oder ein System zur Behandlung und/oder Lagerung von Medien montiert werden. Dank einer derartigen Ausbildung gelangt das Medium lediglich in Kontakt mit der Folie, nicht jedoch mit dem Grundkörper. Der Grundkörper kann daher auch aus einem weniger teuren Material gefertigt werden als die Folie. Insbesondere kommen dank dieser Erstreckung der Folie bis zu den Prozessanschlüssen einfachere Stahlsorten, Metalllegierungen, Kunststoffe oder andere thermisch besonders isolierende Materialien für den Grundkörper in Betracht. Hieraus ergibt sich die Möglichkeit, den Temperatursensor noch besser von seiner Umgebung thermisch zu entkoppeln, so dass die Umgebungsbedingungen noch weniger Einfluss auf die Temperaturmessung ausüben können.A further development of the invention provides that the film extends between process connections provided on the base body, preferably on end sections of the base body. By means of such process connections, the temperature measuring device can be easily installed in a pipeline system or a system for the treatment and / or storage of media. Thanks to such a design, the medium only comes into contact with the film, but not with the base body. The base body can therefore also be made from a less expensive material than the film. In particular, thanks to this extension of the film up to the process connections, simpler types of steel, metal alloys, plastics or other particularly thermally insulating materials can be considered for the base body. This results in the possibility of thermally decoupling the temperature sensor even better from its surroundings, so that the environmental conditions can exert even less influence on the temperature measurement.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Folie im oder am Grundkörper angeschweißt. Das Anschweißen ist besonders vorteilhaft, da es eine Verbindungstechnik darstellt, welche besonderen hygienischen Anforderungen entspricht, da keine Fremdstoffe in einen möglichen Kontaktbereich mit dem Medium gelangen können.According to a further development of the invention, the film is welded in or on the base body. Welding is particularly advantageous because it represents a connection technology that meets special hygienic requirements, since no foreign matter can get into a possible contact area with the medium.

Wenn hohe Drücke auftreten können, muss sich die dünne Folie am Grundkörper abstützen, um dem Druck standzuhalten. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht deshalb vor, dass Kontaktflächen des Grundkörpers, die mit der Folie in Kontakt stehen, rau ausgeführt sind. Derart rau ausgebildete Kontaktflächen sind vorteilhafterweise im Inneren des Grundkörpers im Bereich der Prozessanschlüsse und/oder im Bereich der Befestigung der Folie am Grundkörper vorgesehen. Durch diese Maßnahme wird der Wärmeübergang zwischen Folie und Grundkörper erschwert, da infolge der Rauheit nur eine vergleichsweise geringe Fläche der Folie im Kontakt mit dem Grundkörper steht.If high pressures can occur, the thin film must be supported on the base body in order to withstand the pressure. A further development of the invention therefore provides that contact surfaces of the base body that are in contact with the film are designed to be rough. Such rough contact surfaces are advantageously provided in the interior of the base body in the area of the process connections and / or in the area of the attachment of the film to the base body. This measure makes the heat transfer between the film and the base body more difficult, since, due to the roughness, only a comparatively small area of the film is in contact with the base body.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist im Grundkörper eine Ausnehmung in der Umgebung des Temperatursensors vorgesehen, wobei die Ausnehmung ein Luftpolster zwischen der Folie und dem Grundkörper in der Umgebung des Temperatursensors bereitstellt. Ein derartiges Luftpolster dient ebenfalls dazu, den Wärmeübergang zur Umgebung zu erschweren und daher die Genauigkeit der Temperaturmessung zu verbessern.According to one development of the invention, a recess is provided in the base body in the vicinity of the temperature sensor, the recess providing an air cushion between the film and the base body in the vicinity of the temperature sensor. Such an air cushion also serves to make the heat transfer to the environment more difficult and therefore to improve the accuracy of the temperature measurement.

Die Ausnehmung kann zwar auf den Bereich der Umgebung des Temperatursensors beschränkt sein; die Ausnehmung kann sich aber auch über einen weiteren Bereich entlang der Folie, insbesondere entlang der Rohrfolie erstrecken. In den Bereichen außerhalb der Kammer bildet die Ausnehmung dann jeweils einen Ringspalt.The recess can be limited to the area around the temperature sensor; however, the recess can also extend over a further area along the foil, in particular along the tubular foil. The recess then forms an annular gap in each of the areas outside the chamber.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Temperatursensor von einem Gehäuse umgeben ist. Ein derartiges Gehäuse umgibt vorzugsweise die Kammer. Das Gehäuse ist entweder am Grundkörper angeordnet oder ist Teil des Grundkörpers. Ein solches Gehäuse trägt weiter dazu bei, die Messstelle thermisch von der Umgebung zu isolieren und damit die Genauigkeit der Temperaturmessung zu erhöhen.A further development of the invention provides that the temperature sensor is surrounded by a housing. Such a housing preferably surrounds the chamber. The housing is either arranged on the base body or is part of the base body. Such a housing also helps to thermally isolate the measuring point from the environment and thus to increase the accuracy of the temperature measurement.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Temperatursensor mittels Kleben befestigt. Vorzugsweise ist der Temperatursensor auf der medienabgewandten Seite der Folie an der Folie angeklebt.According to a further development of the invention, the temperature sensor is attached by means of gluing. The temperature sensor is preferably glued to the film on the side of the film facing away from the media.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Temperatursensor mittels Verlöten auf der medienabgewandten Seite der Folie an der Folie befestigt ist. Eine derartige Verbindung ist vorteilhaft, da eine Lötstelle einen besonders guten Wärmeübergang bereitstellen kann.A further development of the invention provides that the temperature sensor is attached to the film by means of soldering on the side of the film facing away from the media. Such a connection is advantageous since a soldering point can provide particularly good heat transfer.

Vorteilhafterweise weist der Temperatursensor einen metallischen Träger auf. Insbesondere in Verbindung mit einem Verlöten des Temperatursensors mit der Folie ergibt sich somit eine Verbindung, die leicht herzustellen ist und einen guten Wärmeübergang bereitstellt.The temperature sensor advantageously has a metallic carrier. In particular in connection with soldering the temperature sensor to the film, a connection is thus obtained which is easy to produce and provides good heat transfer.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Oberfläche der Folie im Bereich der Verbindung mit dem Sensor vergoldet ist. Hierzu wird die Folie auf der medienabgewandten Seite vorzugsweise partiell vergoldet. Eine derartige Vergoldung verbessert die Lötung, den Wärmeübergang und damit die Genauigkeit der Temperaturmessung.A further development of the invention provides that the surface of the film is gold-plated in the area of the connection with the sensor. For this purpose, the foil is preferably partially gold-plated on the side facing away from the media. Such gold plating improves the soldering, the heat transfer and thus the accuracy of the temperature measurement.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Die vorgenannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind der Zeichnung - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausgestaltungen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Ansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Ansprüche möglich und wird hiermit vorgeschlagen. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in der Zeichnung dargestellt sind und in der Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen verschiedener Ansprüche kombiniert werden. Ebenso können in Ansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungen der Erfindung entfallen.Developments of the invention emerge from the claims, the description and the drawing. The aforementioned advantages of features and of combinations of several features are exemplary and can come into effect alternatively or cumulatively, without the advantages necessarily having to be achieved by embodiments according to the invention. Further features can be found in the drawing - in particular the geometries shown and the relative dimensions of several components to one another and their relative arrangement and operative connection. The combination of features of different configurations of the invention or of features of different claims is also possible in a way deviating from the selected back-references of the claims and is hereby proposed. This also applies to those features that are shown in the drawing and mentioned in the description. These features can also be combined with features of different claims. Features listed in the claims can also be omitted for further embodiments of the invention.

In der Zeichnung zeigt:

1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Temperaturmessgeräts.

In the drawing shows:

1 an embodiment of a temperature measuring device according to the invention.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Temperaturmessgeräts 10, das einen Grundkörper 12, einen Temperatursensor 14 sowie eine in einem vom Grundkörper 12 umgrenzten Innenraum 16 vorgesehene Folie 18 umfasst. Der Innenraum 16 weist zwei rohrförmige Abschnitte 20, 22 auf sowie einen weiteren zentralen Abschnitt 23 mit einer Kammer 24 zur Aufnahme des Temperatursensors 14. 1 shows an embodiment of a temperature measuring device according to the invention 10 that has a basic body 12th , a temperature sensor 14th as well as one in one of the base body 12th delimited interior 16 provided foil 18th includes. The interior 16 has two tubular sections 20th , 22nd on as well as another central section 23 with a chamber 24 to accommodate the temperature sensor 14th .

Äußere Endabschnitte 26, 28 der rohrförmigen Abschnitte 20, 22 sind mit Prozessanschlüssen 30, 32 versehen, um das Temperaturmessgerät 10 auf einfache Weise in ein Rohrleitungssystem einbauen zu können.Outer end sections 26th , 28 of the tubular sections 20th , 22nd are with process connections 30th , 32 provided to the temperature meter 10 easy to install in a pipeline system.

Der Temperatursensor 14 ist im zentralen Abschnitt 23 des Grundkörpers 12 und zwar in der Kammer 24 angeordnet. Ein luftgefüllter Raum innerhalb der Kammer 24 trennt den Temperatursensor 14 vom Grundkörper 12 ab und reduziert damit den Wärmeübergang vom Temperatursensor 14 zum Grundkörper 12.The temperature sensor 14th is in the central section 23 of the main body 12th namely in the chamber 24 arranged. An air-filled space inside the chamber 24 disconnects the temperature sensor 14th from the main body 12th and thus reduces the heat transfer from the temperature sensor 14th to the base body 12th .

Ferner ist eine Ausnehmung 34 zwischen der Folie 18 und dem Grundkörper 12 vorgesehen, welche ein Luftpolster zwischen dem Grundkörper 12 und der Folie 18 bereitstellt. Das Luftpolster sorgt für eine thermische Isolierung des innerhalb der Folie 18 befindlichen, insbesondere fließenden Mediums 36, das vorzugsweise eine Flüssigkeit ist, aber auch ein Gas sein kann. Der Fluss des Mediums 36 ist in 1 durch Pfeile veranschaulicht.There is also a recess 34 between the slide 18th and the main body 12th provided which an air cushion between the base body 12th and the slide 18th provides. The air cushion ensures thermal insulation of the inside of the film 18th located, in particular flowing medium 36 , which is preferably a liquid, but can also be a gas. The flow of the medium 36 is in 1 illustrated by arrows.

Die Folie 18 ist vorzugsweise als Rohrfolie ausgebildet. Die Folie 18 ist im Bereich der Prozessanschlüsse mit dem Grundkörper entlang ihres Umfangs 38, 40 verschweißt.The foil 18th is preferably designed as a tubular film. The foil 18th is in the area of the process connections with the base body along its circumference 38 , 40 welded.

Die Folie 18 ist aus einem widerstandsfähigen, säurebeständigem und hygienegeeigneten Material gebildet. Insbesondere handelt es sich um eine Folie aus Edelstahl oder Hastelloy.The foil 18th is made of a resistant, acid-resistant and hygienic material. In particular, it is a foil made of stainless steel or Hastelloy.

In einem alternativen nicht zeichnerisch dargestelltem Ausführungsbeispiel sind in einem Bereich zwischen den Endabschnitten 26, 28 Kontaktflächen des Grundkörpers 12 vorgesehen, welche punktuell mit der Folie 18 in Kontakt stehen, die rau bearbeitet sind, so dass die Folie 18 aufgrund der Rauheit nur punktuell mit dem Grundkörper 12 in Kontakt treten kann. Hierdurch wird der Wärmeübergang zwischen Folie 18 und Grundkörper 12 gering gehalten.In an alternative embodiment, not shown in the drawing, are in an area between the end sections 26th , 28 Contact surfaces of the base body 12th provided, which selectively with the foil 18th are in contact that are rough machined so that the slide 18th due to the roughness only selectively with the main body 12th can get in touch. This ensures the heat transfer between the foil 18th and base body 12th kept low.

Der Temperatursensor 14 ist auf die Folie 18 entweder aufgeklebt oder aufgelötet. Vorteilhafterweise wird die Folie 18 im Bereich der Anbringung des Temperatursensors 14 zunächst vergoldet, um die Herstellung der Lötverbindung zu verbessern, um einen verbesserten Wärmeübergang bereitzustellen.The temperature sensor 14th is on the slide 18th either glued on or soldered on. The film is advantageously 18th in the area where the temperature sensor is attached 14th initially gold-plated to improve the production of the soldered connection in order to provide improved heat transfer.

Der Temperatursensor ist vorzugsweise mit einem metallischen Träger versehen, um seine Verbindung mit der Folie 18 zu vereinfachen.The temperature sensor is preferably provided with a metallic carrier in order to connect it to the foil 18th to simplify.

Ferner ist der Temperatursensor 14 von einem an die Folie 18 heranreichenden Gehäuse 46 umgeben. Dieses Gehäuse 46 kann in den Grundkörper 12 integriert oder an dem Grundkörper angeordnet sein.Further is the temperature sensor 14th from one to the slide 18th approaching housing 46 surround. This case 46 can in the main body 12th integrated or arranged on the base body.

Der Temperatursensor 14 ist über elektrische Leitungen 48 mit einem elektrischen Anschluss 50 verbunden, die im Gehäuse 46 untergebracht sind. Die elektrischen Leitungen sind vorteilhafterweise signifikant länger ausgebildet, als es der Abstand zwischen Temperatursensor 14 und elektrischem Anschluss 50 erfordert. Mit der Länge wird der Wärmewiderstand der elektrischen Leitungen 48 erhöht und Messwertverfälschungen verursachende Wärmeverluste werden reduziert. Vorzugsweise können die elektrischen Leitungen 48 dazu spiralförmig aufgedreht sein.The temperature sensor 14th is via electrical wiring 48 with an electrical connection 50 connected that in the housing 46 are housed. The electrical lines are advantageously made significantly longer than the distance between the temperature sensor 14th and electrical connection 50 requires. The thermal resistance of the electrical lines increases with the length 48 and heat losses that cause falsified measured values are reduced. Preferably, the electrical lines 48 to be twisted up in a spiral.

Der Temperatursensor ist vorzugsweise als Pt100-Sensor ausgebildet.The temperature sensor is preferably designed as a Pt100 sensor.

Die Folie 18 ist vorteilhafterweise als Rohrfolie mit kreisförmigen Querschnitt ausgebildet. Alternativ sind aber auch Rohrfolien mit vieleckigem Querschnitt, insbesondere rechteckigem oder quadratischem Querschnitt, aber auch bspw. sechseckige oder achteckige Querschnitte vorgeschlagen.The foil 18th is advantageously designed as a tubular film with a circular cross-section. Alternatively, however, tubular films with a polygonal cross-section, in particular a rectangular or square cross-section, but also, for example, hexagonal or octagonal cross-sections, are proposed.

Insgesamt ermöglicht die Erfindung die Temperaturmessung bei hygienischen Anforderungen, kleinen Rohrdurchmessern oder der Forderung nach kurzen Ansprechzeiten zu verbessern. Das fließende Mediums 36 kann ungehindert durch die Messstelle treten, insbesondere ohne die Fließgeschwindigkeit zu verändern und ohne Toträume oder dergleichen zu bilden. Trotzdem kann die Temperaturmessung in unmittelbarer Nähe zum Medium durchgeführt werden, sodass die Reaktionszeit der Temperaturmessung besser ist, als bei herkömmlichen Geräten. Durch die Unterbringung der Rohrfolie in einem stabilen, massiv ausgebildeten Grundkörper ist auch die mechanische Festigkeit des Temperaturmessgeräts 10 und eine gute Isolation gegenüber Umgebungsbedingungen gewährleistet.Overall, the invention enables the temperature measurement to be improved in the case of hygienic requirements, small pipe diameters or the requirement for short response times. The flowing medium 36 can pass through the measuring point unhindered, in particular without changing the flow rate and without creating dead spaces or the like. Nevertheless, the temperature measurement can be carried out in the immediate vicinity of the medium, so that the reaction time of the temperature measurement is better than with conventional devices. By accommodating the tubular film in a stable, solid base body, the mechanical strength of the temperature measuring device is also increased 10 and good isolation from ambient conditions is guaranteed.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010: TemperaturmessgerätTemperature measuring device
1212th: GrundkörperBase body
1414th: TemperatursensorTemperature sensor
1616: Innenrauminner space
1818th: Foliefoil
2020th: rohrförmiger Abschnitttubular section
2222nd: rohrförmiger Abschnitttubular section
2323: zentraler Abschnittcentral section
2424: Kammerchamber
2626th: EndabschnittEnd section
2828: EndabschnittEnd section
3030th: ProzessanschlussProcess connection
3232: ProzessanschlussProcess connection
3434: AusnehmungRecess
3636: Mediummedium
3838: verschweißter Umfang der Foliewelded circumference of the foil
4040: verschweißter Umfang der Foliewelded circumference of the foil
4646: Gehäusecasing
4848: elektrische Leitungenelectric lines
5050: elektrischer Anschlusselectrical connection

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102005040699 B3 [0007]
DE 102016107335 A1 [0009]

Claims

Temperature measuring device with a base body (12) and with a temperature sensor (14) for determining the temperature of a medium (36) located in the base body, characterized in that a film (18) attached to the base body (12) is provided in the base body (12) , which has a side in contact with the medium (36), namely facing the medium (36), and a side not in contact with the medium (36), namely facing away from the medium (36), the temperature sensor (14 ) is attached to the side facing away from the medium (36) on the film (18).

Temperature measuring device according to Claim 1 , characterized in that the film (18) is a tubular film.

Temperature measuring device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the foil (18) is a metallic foil.

Temperature measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the material of the foil (18) is stainless steel or Hastelloy.

Temperature measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the film (18) has a film thickness of 0.025 to 0.2 mm.

Temperature measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the film (18) extends between process connections (30, 32) provided on the base body (12).

Temperature measuring device according to Claim 6 , characterized in that the process connections (30, 32) are provided on end sections (26, 28) of the base body.

Temperature measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the film (18) is welded in or on the base body (12).

Temperature measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the contact surfaces of the base body (12) which are in contact with the film (18) are designed to be rough.

Temperature measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that a recess (34) is provided in the vicinity of the temperature sensor (14) in the base body (12), the recess (34) being an air cushion between the film (18) and the base body ( 12) in the vicinity of the temperature sensor (14).

Temperature measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature sensor (14) is surrounded by a housing (46) reaching up to the film (18).

Temperature measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature sensor (14) is attached by means of gluing, preferably glued to the film (18).

Temperature measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature sensor (14) is attached by means of soldering, preferably soldered to the foil (18).

Temperature measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature sensor (14) has a metallic carrier.

Temperature measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the surface of the foil in the area of the temperature sensor (14) is gold-plated.