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Die vorliegende Anmeldung betrifft einen Wärmeflusssensor, eine Wärmeerfassungsvorrichtung sowie eine Temperaturüberwachungsvorrichtung.
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Wärmeflusssensoren sowie deren Verwendung zur Temperaturüberwachung sind prinzipiell bekannt.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, einen verbesserten Wärmeflusssensor eine verbesserte Wärmeflusserfassungsvorrichtung sowie eine verbesserte Temperaturüberwachungsvorrichtung bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird zunächst gelöst durch einen Wärmeflusssensor, der ausgebildet ist, eine Ableitung der Temperatur nach dem Ort zu erfassen, umfassend ein erstes Thermoelement und ein zweites Thermoelement, wobei das erste Thermoelement durch eine elektrische Verbindung zwischen einem ersten Leiterabschnitt aus einem ersten, elektrisch leitfähigen Material und einem zweiten Leiterabschnitt aus einem zweiten, von dem ersten verschiedenen, elektrisch leitfähigen Material gebildet ist und wobei das zweite Thermoelement durch eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Leiterabschnitt und einem dritten Leiterabschnitt aus dem ersten, elektrisch leitfähigen Material gebildet ist.
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Der Wärmeflusssensor umfasst zwei Thermoelemente. Ein Thermoelement besteht aus einer elektrischen Verbindung zweier Leiterabschnitte, die aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind. Ein Thermoelement kann auch Thermokontakt oder Seebeck-Element oder -Kontakt genannt werden und macht sich den Seebeck-Effekt oder thermoelektrischen Effekt zunutze, bei dem eine Spannung bei der Zusammenschaltung von zwei verschiedenen elektrischen Leitern bei einer Temperaturdifferenz entsteht.
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Dabei wird für den vorliegenden Wärmeflusssensor ein Leiterabschnitt aus einem zweiten Material zwischen zwei Leiterabschnitte aus einem ersten Material mit je einem solchen Thermoelement verbunden. Der erste, zweite und dritte Leiterabschnitt sind somit in Reihe oder Serie verbunden. Ebenso sind das erste Thermoelement und das zweite Thermoelement in Reihe oder Serie verbunden.
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Typische Materialien für das erste und zweite Material sind beispielsweise Bismut, Konstantan, Nickel, Platin, Kohlenstoff, Aluminium, Rhodium, Kupfer, Gold, Silber, Eisen und Nichrome, die je nach Anwendung und insbesondere je nach Temperaturbereich für das erste und zweite Material eingesetzt werden können.
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Ein Thermoelement hat dabei den Vorteil, dass es stabil ist, ein großes Signal liefert, welches zudem mit der Anzahl der Kontakte skaliert, einen niedrigen Innenwiderstand und somit eine geringe elektromagnetische Störungsanfälligkeit und ein geringes Rauschen aufweist, ein gutes Signal-zu-Rausch-Verhältnis bereitstellt und offsetfrei ist.
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Durch das Vorsehen von zwei Thermoelementen erhält man auch zwei Messstellen. Dabei kann insbesondere auch auf eine Referenzmessstelle oder sogenannte Kaltmessstelle verzichtet werden, da das Referenzelement bereits in der Anordnung enthalten ist.
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Das erste Thermoelement und das zweite Thermoelement können dabei beispielsweise an gegenseitigen Enden des Wärmeflusssensors und durch einen Leiterabschnitt, insbesondere den zweiten Leiterabschnitt, beabstandet angeordnet sein. In dieser Ausgestaltung sind die Leiterabschnitte insbesondere meanderförmig nacheinander derart angeordnet, dass der erste, zweite und dritte Leiterabschnitt parallel zueinander verlaufen.
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An dem jeweils vom zweiten Leiterabschnitt gegenüberliegenden Ende des ersten und dritten Leiterabschnitts kann dann eine Spannung abgegriffen werden, die näherungsweise proportional zum einer Temperaturdifferenz zwischen den zwei Thermoelemente gebildeten Messstellen ist. Mit geeigneter Kalibrierung mit einem bekannten Wärmestrom, ist die Spannung auch proportional zum Wärmefluss und somit zur räumlichen Änderung der Temperatur ist. Diese Spannung ist abhängig von den verwendeten ersten und zweiten Materialien.
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Dadurch, dass zwei Thermoelemente vorgesehen sind, kann die Spannung auch verdoppelt werden. So wird eine durch den Wärmeflusssensor durchgeführte Messung besonders genau und skaliert mit der Anzahl der Thermoelemente. Es versteht sich deshalb, dass auch drei, vier, fünf oder mehr Thermoelemente in einem Wärmeflusssensor zusammengefasst werden können, wobei die Thermoelemente abwechselnd aus Kontakten zwischen Leiterabschnitten aus dem ersten und dem zweiten Material gebildet werden. Es treten prinzipbedingt keine Offseteffekte auf, weshalb durch den Wärmeflusssensor auch kleine Temperaturdifferenzen besonders präzise gemessen werden können.
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Der Wärmeflusssensor kann dadurch weitergebildet werden, dass er weiter ein Mantelelement umfasst, in dem das erste Thermoelement und das zweite Thermoelement angeordnet sind.
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Insbesondere sind auch der erste, zweite und/oder dritte Leiterabschnitt in dem Mantelelement angeordnet. Das Mantelelement kann auch als Mantelrohr bezeichnet werden stellt dabei einen Schutz vor mechanischen, elektrischen und/oder chemischen Einflüssen für die Thermoelemente und ggf. auch die Leiterabschnitte bereit und gewährleistet gleichzeitig Flexibilität des Wärmeflusssensors. Das Mantelelement kann dazu aus einem hitzebeständigen und/oder korrosionsarmen Material hergestellt sein.
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Die Thermoelemente und die Leiterabschnitte können dabei elektrisch und/oder räumlich getrennt voneinander in dem Mantelelement angeordnet sein. Dies kann beispielsweise durch das Vorsehen von Isolierpulver in dem Mantelelement um die Thermoelemente und die Leiterabschnitte erfolgen.
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Eine solche Weiterbildung hat den Vorteil, dass sie besonders gut geschützt ist.
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Der Wärmeflusssensor kann dadurch weitergebildet werden, dass das erste Thermoelement oder das zweite Thermoelement gegenüber elektromagnetischen Störungen abgeschirmt ist. Dies kann beispielsweise durch eine elektromagnetische Abschirmung des ersten Thermoelements oder des zweiten Thermoelements erfolgen.
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Eine solche Weiterbildung hat den Vorteil, dass sie eine besonders gute elektromagnetische Verträglichkeit aufweist und störungsfrei ist.
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Der Wärmeflusssensor kann dadurch weitergebildet werden, dass das erste Thermoelement oder das zweite Thermoelement elektrisch mit dem Mantelelement verbunden ist.
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Eine solche Weiterbildung hat den Vorteil, dass sie eine besonders gute elektromagnetische Verträglichkeit aufweist und störungsfrei ist.
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Der Wärmeflusssensor kann dadurch weitergebildet werden, dass er eine Dicke von weniger als 1 mm aufweist. Insbesondere kann der Wärmeflusssensor eine Dicke von weniger als 0,5 mm, weiter insbesondere von weniger als 0,1 mm aufweisen.
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Eine Dicke des Wärmeflusssensors meint hier insbesondere eine Erstreckung in Richtung des Radius des ersten, zweiten und/oder dritten Leiterabschnitts. Wenn die Leiterabschnitte parallel und zueinander beabstandet angeordnet sind, beschreibt die Dicke die Erstreckung senkrecht zu den drei parallelen Leiterabschnitten. Falls der Wärmeflusssensor ein Mantelelement aufweist, beschreibt die Dicke die Dicke des Mantelelements.
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Eine solche Weiterbildung hat den Vorteil, dass sie besonders kompakt und platzsparend ist. Ebenso wird durch solch eine Weiterbildung eine Flexibilität des Wärmeflusssensors gewährleistet.
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Ein solcher Wärmeflusssensor kann beispielsweise wie folgendermaßen hergestellt werden. Zunächst werden die zumindest drei Leiterabschnitte aus den zwei unterschiedlichen Materialien abwechselnd nebeneinander parallel in einem Mantelelement angeordnet und mittels eines Isolierpulvers befestigt. Mit Methoden des Drahtziehens kann dann der Wärmeflusssensor auf die gewünschte Dicke gezogen werden, beispielsweise durch einen Ziehstein oder Kaliber, oder alternativ ausgewalzt werden.
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Dabei können das erste Thermoelement zwischen dem ersten und zweiten Leiterabschnitt und das zweite Thermoelement zwischen dem zweiten und dritten Leiterabschnitt sowohl vor dem Ziehen bzw. Walzen als auch danach ausgebildet werden. Für den letzteren Fall muss das Thermoelement bzw. die dadurch ausgebildete Kontaktstelle verschlossen werden, beispielsweise durch Verschweißung und/oder Anbringung einer Kappe.
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Der Wärmeflusssensor kann dadurch weitergebildet werden, dass er an einem beweglichen Maschinenelement angeordnet ist. Ein bewegliches Maschinenelement ist beispielsweise ein Lager, wie beispielsweise ein Gleitlager, bei dem Reibung und somit auch eine Wärmeentwicklung im Betrieb auftritt.
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Der Wärmeflusssensor kann dabei insbesondere axial, radial zu dem beweglichen Maschinenelement angeordnet sein, beispielsweise in einem Lagerring oder einem Lagersitz, insbesondere in einer dafür vorgesehenen Bohrung eines Lagers.
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Insbesondere kann der Wärmeflusssensor auch zusammen mit einem Wärmeleitmedium in einer dafür vorgesehenen Bohrung des Maschinenelements bzw. des Lagers angeordnet sein. Als Wärmeleitmedium sind insbesondere Flüssigkeiten geeignet, die zuverlässig Luft aus der Bohrung bzw. aus einem zwischen Bohrungswand und Wärmeflusssensor ausgebildeten Spalt verdrängen können, wie beispielsweise Öle oder Fette, aber auch Wärmeleitpasten oder Kleber. Hierdurch wird eine besonders gute Ankopplung des Wärmeflusssensors an die Bohrung bereitgestellt.
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Alternativ können auch flüssige oder erstarrte Metalle, wie beispielsweise Indiumgalliumarsenid oder Lote in der Bohrung eingesetzt werden, die eine gegenüber Flüssigkeiten verbesserte Wärmeleitfähigkeit aufweisen.
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Der Wärmeflusssensor kann auch dadurch weitergebildet werden, dass er in Berührung mit einer Kühl- und/oder Schmierflüssigkeit des Maschinenelements angeordnet ist.
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Insbesondere kann ein Abschnitt des Mantelelements des Wärmeflusssensors, in dem sich das erste und/oder das zweite Thermoelement befindet, derart in der Kühl- und/oder Schmierflüssigkeit des Maschinenelements angeordnet sein, dass es in einen Raum mit der Kühl- und/oder Schmierflüssigkeit hereinragt, insbesondere derart, dass es ein zwei, fünf oder zehnfaches der Dicke des Wärmeflusssensors in den Raum mit der Kühl- und/oder Schmierflüssigkeit hereinragt. Hierdurch wird eine besonders gute Ankopplung an die Kühl- und/oder Schmierflüssigkeit, ohne Rückkopplung von einer Wandung des Maschinenelements, bereitgestellt.
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Weiter kann der Wärmeflusssensor in dem Bereich, in dem sich das erste und/oder das zweite Thermoelement befindet, mit einem Oberflächenvergrößerungselement, wie beispielsweise einem Flügel oder einem Kühlkörper versehen sein.
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Diese Weiterbildungen haben den Vorteil, dass eine Wärmeentwicklung eines Maschinenelements besonders gut erfasst werden kann.
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Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Wärmeflusserfassungsvorrichtung, umfassend einen ersten Wärmeflusssensor nach einem der oben beschriebenen Ausführungsformen und einen zweiten Wärmeflusssensor nach einem der oben beschriebenen Ausführungsformen. Bei den Wärmeflusssensoren kann es sich sowohl um gleiche als auch um verschiedene Ausführungsformen handeln. Insbesondere kann es sich bei den beiden Wärmeflusssensoren um verschiedene Materialien der Leiterabschnitte handeln.
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Durch das Vorsehen von zwei solcher Wärmeflusssensoren wird eine besonders hohe Genauigkeit der Wärmeflusserfassungsvorrichtung erreicht. Insbesondere wird so ein besonders großer Messbereich erreicht.
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Die Wärmeflusserfassungsvorrichtung kann dadurch weitergebildet werden, dass der erste Wärmeflusssensor und der zweite Wärmeflusssensor elektrisch verbunden sind.
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Insbesondere können die beiden Wärmeflusssensoren elektrisch in Reihe oder parallel geschaltet sein. Dabei können beispielsweise auch zwei oder mehr solcher Wärmeflusssensoren kaskadierend hintereinander geschaltet werden, wobei zwischen jedem der Wärmeflusssensoren eine Zwischenspannung abgegriffen werden kann. Alternativ können zwei oder mehr solcher Wärmeflusssensoren in einer Sternordnung zusammen geschaltet werden.
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Durch diese Weiterbildung deckt einen größeren Messbereich abzudecken und/oder stellt eine größere Messgenauigkeit bereit.
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Alternativ kann die Wärmeflusserfassungsvorrichtung dadurch weitergebildet werden, dass der erste Wärmeflusssensor und der zweite Wärmeflusssensor voneinander elektrisch getrennt sind.
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Diese Weiterbildung stellt insbesondere Redundanz bereit.
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Die Wärmeflusserfassungsvorrichtung kann dadurch weitergebildet werden, dass der erste Wärmeflusssensor und der zweite Wärmeflusssensor voneinander räumlich getrennt, insbesondere beabstandet sind.
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Eine räumliche Trennung bzw. Beabstandung meint vorliegend insbesondere eine räumliche Trennung entlang der Länge des ersten und zweiten Wärmeflusssensors. Insbesondere weisen vorliegend Thermoelemente und/oder Leiterabschnitte des ersten Wärmeflusssensors keine Überlappung entlang der Länge mit den Thermoelementen und/oder Leiterabschnitten des zweiten Wärmeflusssensors auf. Beispielsweise ist das das erste Thermoelement des ersten Wärmeflusssensors, das zweite Thermoelement des ersten Wärmeflusssensors, das erste Thermoelement des zweiten Wärmeflusssensors und das zweite Thermoelement des zweiten Wärmeflusssensors entlang einer Länge der Wärmeflusserfassungsvorrichtung angeordnet und jeweils voneinander beabstandet.
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Durch diese Weiterbildung kann insbesondere ein großer Messbereich abgedeckt werden.
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Alternativ kann die Wärmeflusserfassungsvorrichtung dadurch weitergebildet werden, dass der erste Wärmeflusssensor und der zweite Wärmeflusssensor räumlich überlappend angeordnet sind.
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Eine Überlappende Anordnung meint vorliegend insbesondere eine Überlappung entlang der Länge des ersten und zweiten Wärmeflusssensors. Insbesondere weisen vorliegend Leiterabschnitte des ersten Wärmeflusssensors eine Überlappung entlang der Länge mit den Leiterabschnitten des zweiten Wärmeflusssensors auf. Beispielsweise sind der erste, zweite und dritte Leiterabschnitt des ersten Wärmeflusssensors überlappend mit dem ersten, zweiten und dritten Leiterabschnitts des zweiten Wärmeflusssensors überlappend angeordnet.
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Durch diese Weiterbildung kann insbesondere ein hohe Messgenauigkeit erreicht werden.
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Die Wärmeflusserfassungsvorrichtung kann dadurch weitergebildet werden, dass der erste Wärmeflusssensor und der zweite Wärmeflusssensor in einem gemeinsamen Mantelelement angeordnet sind.
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Hierdurch wird die Wärmeflusserfassungsvorrichtung besonders gut geschützt.
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Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Temperaturüberwachungsvorrichtung, umfassend einen Wärmeflusssensor nach einem der Ausführungsformen sowie einen pyroelektrischen Sensor, der ausgebildet ist, eine Ableitung der Temperatur nach der Zeit zu erfassen.
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Ein pyroelektrischer Sensor ist ein Sensor, der einen pyroelektrischen Effekt erfasst. Dieser Effekt tritt in Kristallen auf, wobei Temperaturänderungen über die Zeit zu einer elektrischen Polarisation von gegenüberliegenden Flächen entlang einer bestimmten Kristallachse auftritt, was sich in einer Spannung messbar ist.
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Beispielhafte Werkstoffe, bei denen der pyroelektrische Effekt auftritt, sind Turmalin, Triglycinsulfat (TGS), oft in deuterierter Form (DTGS), manchmal noch mit L-Alanin dotiert (LaTGS, DLaTGS), Lithiumtantalat (LiTaO3) oder Polyvinylidenfluorid (PVDF), Strontiumbariumniobat (SrBaNbO3), Bleititanat (PbTiO3), Bariumtitanat (BaTiO3) im ferroelektrischen Zustand, d. h. unterhalb der ferroelektrischen Curie-Temperatur, Natriumnitrit (NaNO2) oder Lithiumniobat (LiNbO3).
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Als pyroelektrischer Sensor eignen sich insbesondere sogenannte pyroelektrische Infrarotsensoren, die einen der oben genannten Werkstoffe umfassen, wobei ein Fenster oder eine Schwärzung des pyroelektrischen Kristalls nicht vorgesehen ist. Solche pyroelektrischen Infrarotsensoren umfassen neben dem pyroelektrischen Kristall mit einer typischen Dicke von weniger als 40 µm einen hochohmigen Eingangsverstärker zur Erfassung und Verstärkung der auftretenden Pyrospannung.
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Dieser pyroelektrische Sensor kann bei Verwendung gemeinsam mit einem Wärmeflusssensor gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen oder alternativ mit einer Wärmeflusserfassungsvorrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen eine besonders präzise Temperaturüberwachungsvorrichtung bereitstellen.
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Insbesondere ist es durch eine solche Temperaturüberwachungsvorrichtung möglich, sowohl die Änderung der Temperatur über die Zeit als auch die Änderung der Temperatur über den Ort zu erfassen und so eine ungewöhnliche Hitzeentwicklung, insbesondere bei beweglichen Maschinenelementen, zu erfassen.
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Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine bewegliches Maschinenelement, umfassend einen Wärmeflusssensor nach einem der oben beschriebenen Ausführungsformen. Alternativ kann das bewegliche Maschinenelement auch eine Wärmeflusserfassungsvorrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen oder eine Temperaturüberwachungsvorrichtung gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen umfassen.
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Bezüglich der Ausgestaltungen und Vorteile der Wärmeflusserfassungsvorrichtung, der Temperaturüberwachungsvorrichtung und des beweglichen Maschinenelements wird zusätzlich auf die Ausgestaltungen und Vorteile des oben beschriebenen Wärmeflusssensors verwiesen.
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Ausführungsformen werden nun beispielhaft anhand der folgenden Figuren erläutert, in denen
- 1 eine schematische Seitenansicht eines Wärmeflusssensors gemäß einer Ausführungsform;
- 2 einen perspektivischen Querschnitt eines Wärmeflusssensors gemäß einer Ausführungsform;
- 3 eine schematische Seitenansicht eines Wärmeflusssensors gemäß einer weiteren Ausführungsform;
- 4 eine schematische Seitenansicht einer Wärmeflusserfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
- 5 eine schematische Seitenansicht einer Wärmeflusserfassungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
- 6 eine schematische Ansicht eines Wärmeflusssensors in einem beweglichen Maschinenelement gemäß einer Ausführungsform; und
- 7 eine schematische Ansicht eines Wärmeflusssensors in einem beweglichen Maschinenelement gemäß einer weiteren Ausführungsform
zeigen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen dabei gleiche oder ähnliche Merkmale.
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Wärmeflusssensors 100 gemäß einer Ausführungsform, der ausgebildet ist, eine Ableitung der Temperatur nach dem Ort zu erfassen. Dieser umfasst mehrere Thermoelemente, von denen sieben beispielhaft abgebildet sind und ein erstes Thermoelement 101 und ein zweites Thermoelement 102 mit Bezugszeichen versehen ist. Der Wärmeflusssensor 100 weist darüber hinaus zwischen jedem Thermoelement einen Leiterabschnitt auf, von denen ebenso sieben beispielhaft abgebildet sind und nur der ersten Leiterabschnitt 111, der zweite Leiterabschnitt 112 und der dritte Leiterabschnitt 113 mit Bezugszeichenversehen ist.
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Der erste Leiterabschnitt 111 und der dritte Leiterabschnitt 113 weisen dabei das gleiche, erste elektrisch Leitfähige Material A auf und der zweite Leiterabschnitt 112 weist dazu ein zweites, von dem ersten verschiedenes, elektrisch leitfähige Material B auf. Es wechseln sich somit die Materialien der mehreren Leiterabschnitte ab. Sämtliche Leiterabschnitte sind dabei entlang deren Länge parallel zueinander angeordnet und im Wesentlichen gleich lang. Jeweils zwischen zwei Leiterabschnitten ist dabei ein Thermoelement angeordnet bzw. ausgebildet.
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An den in der Zeichnung links abgebildeten Thermoelementen bildet sich dabei die Temperatur T1 aus, wobei sich an den in der Zeichnung rechts abgebildeten Thermoelementen die Temperatur T2 ausbildet. Zwischen dem ersten und letzten Leiterabschnitt kann somit die Spannung UTh abgegriffen werden, wobei jeder der einzelnen Thermoelemente und Leiterabschnitte mit dem Produkt aus Temperaturdifferenz zwischen T1 und T2 und der Materialpaarungsabhängigen Thermospannung zur Gesamtspannung bei. Bei einer feststehenden Geometrie des Wärmeflusssensors 100 bzw. der einzelnen Leiterabschnitte und Thermoelemente kann bei einem bekannten Wärmefluss Q, der von T2 zu T1 verläuft, der Wärmeflusswiderstand λ kalibriert werden.
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2 zeigt einen perspektivischen Querschnitt eines Wärmeflusssensors 100 gemäß einer Ausführungsform. Dabei sind die beispielhaft zehn abgebildeten Leiterabschnitte, von denen nur der ersten Leiterabschnitt 111, der zweite Leiterabschnitt 112 und der dritte Leiterabschnitt 113 mit Bezugszeichenversehen ist, in einem Mantelelement 120 angeordnet. Dabei sind die mehreren Leiterabschnitte durch ein Isolierpulver 130 innerhalb des Mantelelement mechanisch und elektrisch getrennt sowie fixiert.
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3 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Wärmeflusssensors 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Dabei sind wie in 2 bereits gezeigt, die mehreren Leiterabschnitte und darüber hinaus auch die Thermoelemente, von denen lediglich das erste Thermoelement 101, das zweite Thermoelement 102 und das dritte Thermoelement 103 mit Bezugszeichen versehen sind, in dem Mantelelement 120 angeordnet. Zusätzlich ist das dritte Thermoelement 103 elektrisch mit dem Mantelelement 120 verbunden. Dadurch wird eine Abschirmung von elektromagnetischen Störungen erreicht.
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4 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Wärmeflusserfassungsvorrichtung 1000 gemäß einer Ausführungsform. Die Wärmeflusserfassungsvorrichtung 1000 weist dabei beispielhaft insgesamt einen ersten Wärmeflusssensor 100, einen zweiten Wärmeflusssensor 200 und einen dritten Wärmeflusssensor 300 auf, die alle im Wesentlichen gleich aufgebaut sind.
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Die einzelnen Wärmeflusssensoren 100, 200, 300 sind dabei entlang der Länge räumlich getrennt. Vorliegend weisen die einzelnen Leiterabschnitte und Thermoelemente der einzelnen Wärmeflusssensoren 100, 200, 300 entlang der Länge keine Überlappung mit den anderen Wärmeflusssensoren auf. Dadurch bilden sich entlang der Länge einzelnen Temperaturbereiche, nämlich T1 bis T2 , T3 bis T4 und T5 bis T6 aus, die von der Wärmeflusserfassungsvorrichtung 1000 erfasst werden können.
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Dazu wird bei der Wärmeflusserfassungsvorrichtung 1000 die Spannung vor und nach jedem der einzelnen Wärmeflusssensoren 100, 200, 300 abgegriffen, wobei die Wärmeflusssensoren 100, 200, 300 kaskadierend zusammengeschaltet sind. So kann zwischen Klemmen K1 und K2 die Spannung des ersten Wärmeflusssensors 100, zwischen Klemmen K2 und K3 die Spannung des zweiten Wärmeflusssensors 200 und zwischen Klemmen K3 und K4 die Spannung des zweiten Wärmeflusssensors 300 abgegriffen werden.
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5 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Wärmeflusserfassungsvorrichtung 1000 gemäß einer weiteren Ausführungsform. In dieser sind abweichend von der Ausführungsform von 4 die einzelnen Wärmeflusssensoren 100, 200, 300 nicht kaskadierend, sondern sternförmig mit K1 als Sternpunkt zusammengeschaltet.
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6 zeigt eine schematische Ansicht eines Wärmeflusssensors 100 in einem beweglichen Maschinenelement 5000 gemäß einer Ausführungsform. Dabei ist das Maschinenelement 5000 beispielhaft als Gleitlager 5000 abgebildet. Der Wärmeflusssensor 100 ist vorliegend im Außenlagerring des Gleitlagers 5000 angeordnet und erfasst die Temperaturdifferenz zwischen T1 und T2 als Spannung UTh .
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7 zeigt eine schematische Ansicht eines Wärmeflusssensors in einem beweglichen Maschinenelement 5000 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Dabei ist abweichend von 6 dargestellt, dass die Thermoelemente in die Kühl-/Schmierflüssigkeit 5001 hineinragen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- erster Wärmeflusssensor
- 101
- erstes Thermoelement
- 102
- zweites Thermoelement
- 103
- drittes Thermoelement
- 111
- erster Leiterabschnitt
- 112
- zweiter Leiterabschnitt
- 113
- dritter Leiterabschnitt
- 120
- Mantelelement
- 130
- Isolierpulver
- 200
- zweiter Wärmeflusssensor
- 300
- dritter Wärmeflusssensor
- 1000
- Wärmeflusserfassungsvorrichtung
- 5000
- bewegliches Maschinenelement
- 5001
- Kühl-/Schmierflüssigkeit
- K1
- Klemme
- K2
- Klemme
- K3
- Klemme
- K4
- Klemme
- Q
- Wärmefluss
- T1
- Temperatur
- T2
- Temperatur
- T3
- Temperatur
- T4
- Temperatur
- T5
- Temperatur
- T6
- Temperatur
- UTh
- Spannung
- λ
- Wärmeflusswiderstand
