DE153661T1 - Temperaturmesssonde. - Google Patents

Temperaturmesssonde.

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DE153661T1
DE153661T1 DE198585101573T DE85101573T DE153661T1 DE 153661 T1 DE153661 T1 DE 153661T1 DE 198585101573 T DE198585101573 T DE 198585101573T DE 85101573 T DE85101573 T DE 85101573T DE 153661 T1 DE153661 T1 DE 153661T1
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DE
Germany
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housing
sensor
tip
recess
temperature
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Application number
DE198585101573T
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English (en)
Inventor
Ricky G. Taylor Texas 76574 Gotcher
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Weed Instrument Co Inc
Original Assignee
Weed Instrument Co Inc
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G01K13/02—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/18—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer

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  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
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Claims (15)

er cc \c Aktenzeichen: 85 101 573.5 Anmelder: Weed Instrument Patentansprüche:
1. Temperaturfühler mit einem Sensor, gekennzeichnet durch:
eine hohle, thermisch leitende Spitze mit einem hohlen inneren Teil, welche ein Ende des Temperaturfühlers bildet, wobei das andere Ende von einem Lagerteil gebildet wird, wobei der Körper der Spitze eine Ausnehmung bildet, welche zwischen dem hohlen Inneren der Spitze und dem äußeren der Spitze angeordnet ist;
einen Sensor, welcher in der Ausnehmung angeordnet ist, wobei der Sensor ein Temperaturmeßelement umfaßt; und
ein feuerfestes Füllmaterial, welches in der Ausnehmung angeordnet ist, um den Sensor elektrisch gegenüber dem Körper der Spitze zu isolieren.
2. Temperaturfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Körper der Spitze zumindest einen Flüssigkeitsdurchlaß zur Verbindung zwischen dem hohlen Inneren der Spitze und dem äußeren der Spitze aufweist.
3. Temperaturfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Lagerteil eine geringere Wärmeleitfähigkeit als die Spitze aufweist.
1J. Temperaturfühler nach Anspruch 3, wobei die Spitze aus Nickel und der Lagerteil aus nichtrostendem Stahl bestehen.
5. Temeraturfühler zur Messung der Temperatur der Umgebung des Fühlers mit einem Sensor, gekennzeichnet durch:
ein Spitzengehäuse, welches eine Ausnehmung eines inneren Gehäuses aufweist, welche in Wärmeverbindung mit der Umgebung des Fühlers steht und mit wenigstens einer Ausnehmung einer inneren Wandung, welche hinsichtlich der Ausnehmung des inneren Gehäuses so angeordnet ist, daß ein Wärmeübergang zwischen den beiden Ausnehmungen erleichtert wird;
einen Sensor, welcher in der Ausnehmung der inneren Wandung gelagert ist und durch aureichendes Füllmaterial umgeben ist, um den Sensor elektrisch gegenüber b
der Gehäusewandung der Spitze zu isolieren, wobei der Sensor ein Temperaturmeßelement umfaßt;
eine Kontakteinrichtung zur Herstellung einer Verbindung
zwischen dem Sensor und einer Meßeinrichtung zur w Messung der Reaktion des Sensorelements auf Veränderungen der Umgebungstemperatur des Fühlers; und
ein Lagergehäuse, welches mit einem Ende des Spitzengehäuses verbunden ist, wobei zumindest der Teil des Lagergehäuses, welcher dem Spitzengehäuse benachbart ist, eine wirksame Wärmeleitfähigkeit aufweist, welche geringer ist als die des Spitzengehäuses.
6. Temperaturfühler nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das Lagergehäuse mit einer oder mehreren Rippen versehen ist, um einen Wärmeübergang von dem Lagergehäuse auf eine Wärmeableitung zu erleichtern.
7. Temperaturfühler nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η zeichnet, daß eine Dichtung an dem Lagergehäuse gelagert ist und daß die Rippen an einer Stelle nahe der
Dichtung und zwischen dem Spitzengehäuse und der Dichtung angeordnet sind.
8. Temperaturfühler nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die Kontakteinrichtung zur Verbindung des Sensors mit der Meßeinrichtung ein oder mehrere Elemente aufweist, welche mit einem Ende mit dem Sensor und mit dem anderen Ende mit der Meßeinrichtung verbunden sind und wobei das Innere des Spitzengehäuses einen Hohlraum aufweist, welcher der Ausnehmung des inneren Gehäuses gegenüberliegt, wobei der Hohlraum vorgesehen ist, um die Verbindung der Meßeinrichtung und des Sensors durch das eine oder-die mehreren Elemente zu erleichtern.
9. Temperaturfühler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Lagergehäuse mit einem Kanal versehen ist, welcher sich durch das Lagergehäuse erstreck]:, wobei ein Ende des Kanals sich zu der Seite des Lagergehäuses hin öffnet, welche dem Spitzengehäuse am nächsten liegt, um die Führung der Elemente zu erleichtern.
10. Temperaturfühler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Hohlraum mit einem elektrisch isolierenden Füllmaterial gefüllt ist.
11. Temperaturfühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Umgebung des Fühlers ein Fluid umfaßt und daß die Wandung des Spitzengehäuses mit mehreren Löchern versehen ist, um die Ausnehmung des inneren Gehäuses mit dem Fluid in Verbindung zu bringen.
12. Temperaturfühler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzahl und die Anordnung der Löcher ausgeglichen ist, um die Fluidströmung durch zumindest einen Teil der Ausnehmung des inneren Gehäuses zu ermöglichen, während Schwingungen minimiert werden, welche
durch die Strömung des Fluids auf das Spitzengehäuse übertragen werden.
13. Temperaturfühler nach Anspruch 11, dadurch g e ^kennzeichnet , daß die Abmessung der Ausnehmung des inneren Gehäuses und die verbleibende Masse des Spitzengehäuses und jedes Teils des Lagergehäuses, welches dem Fluid ausgesetzt ist, ausgeglichen sind, um eine ausreichende Festigkeit entlang des Fühlers sicherzustellen, um einen Bruch des Fühlers zu verhindern, während ein ausreichender Teil dem Fluid ausgesetzt ist, um den Betrieb des Sensors zu erleichtern.
14. Temperaturfühler zur Messung der Temperatur der Umge-Jg bung des Fühlers mit einem Sensor, gekennzeichn e t durch:
ein Spitzengehäuse mit einer Ausnehmung eines inneren Gehäuses, welche in Fluidverbindung mit der Umgebung des Fühlers steht und mit einer oder mehreren wärmeleitenden Wandungen, welche ein Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit umfassen, wobei die Wärmeleitenden Wandungen eine Außenfläche aufweisen, welche in Wärmeaustausch mit der Umgebung des Fühlers stehen, mit einer inneren Fläche, welche in Wärmeaustausch mit der inneren Ausnehmung steht und mit einer Ausnehmung einer inneren Wandung, welche sich wenigstens zu einem Teil zwischen den Flächen der inneren und äußeren wärmeleitenden Wandung erstreckt;
einen Sensor, welcher in der Ausnehmung der inneren
Wandung gelagert ist und von einem Füllmaterial umgeben ist, welches ein elektrisches Isolationsmaterial umfaßt und so ausgebildet ist, daß es den gg Sensor gegenüber der ihn umgebenden Ausnehmung der inneren Wandung elektrisch isoliert und den Sensor in der Ausnehmung der inneren Wandung an seinem
Platz hält, wobei der Sensor folgende Bauteile umfaßt:
ein Substrat; und
ein Temperaturmeßelement, welches auf dem Substrat gelagert ist und ein Material umfaßt, dessen elektrischer Widerstand sich mit der Temperatur ändert;
eine Kontakteinrichtung zur Herstellung einer elektrisehen Verbindung zwischen dem Sensor und einer Meßeinrichtung zur Messung von Veränderungen des elektrischen Widerstandes des Temperaturmeßelements;und
ein Lagergehäuse, welches mit einem Ende des Spitzenge-,_ häuses verbunden ist, wobei zumindest der Teil des Lagergehäuses, welcher dem Spitzengehäuse benachbart ist ein Material umfaßt, welches eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, welche niedriger ist als die Wärmeleitfähigkeit der wärmeleitenden Wandung
oder der Wandungen des Spitzengehäuses. 20
15. Temperaturfühler zur Messung der Temperatur eines Fluids, welches den Fühler umgibt, durch Verwendung eines Sensors, gekennzeichnet , durch;
ein Spitzengehäuse, welches ein metallisches, im wesentlichen längliches, im wesentlichen zylindrisches Gehäuse umfaßt, welches eine Ausnehmung eines inneren Gehäuses aufweist, wobei die Fläche der Aus-
nehmung des Gehäuses in Fluidverbindung mit dem 30
Fluid steht und wobei das zylindrische Gehäuse mehrere sich quer erstreckende Löcher aufweist, um die Flüssigkeitsverbindung zwischen der Ausnehmung des Gehäuses und der Umgebung des Fühlers zu erleichtern und wobei das zylindrische Gehäuse weiter-35
hin wenigstens eine Ausnehmung einer inneren Wandung
aufweist, welche zumindest einen Teil ihrer Wandung gemeinsam mit der Ausnehmung des inneren Gehäuses hat, wobei die gemeinsame Wandung so ausgestaltet ist, daß die Wärmeübertragung zwischen den zwei Ausnehmungen erleichtert wird;
einen Sensor, welcher im wesentlichen entlang des Zentrums der Ausnehmung der inneren Wandung angeordnet ist und durch ausreichendes Füllmaterial umgeben ist, welches ein elektrisches Isolationsmaterxal umfaßt, um im wesentlichen jeden Hohlraum auszufüllen, welcher in der Ausnehmung der inneren Wandung verbleibt und dadurch den Sensor elektrisch gegenüber dem Spitzengehäuse zu isolieren, wobei der Sensor
.,. folgende Bauteile umfaßt:
ι ο
einen im wesentlichen länglichen Lagerteil; und
einen Meßelementdraht, welcher zumindest um einen Teil des länglichen Lagerteils gewickelt ist und einen mit der Temperatur variablen elektrischen Widerstand aufweist,
ein Lagergehäuse, welches ein zweites im wesentlichen zylindrisches Gehäuse aufweist, welches mit einem Ende des Spitzengehäuses verbunden ist, wobei das zweite im wesentlichen zylindrische Gehäuse aus einem Material hergestellt ist, welches eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die höher als die des Metalls in dem Spitzengehäuse, und wobei das zweite Gehäuse eine Ausnehmung aufweist, welche sich im wesentlichen parallel zu dem Lagergehäuse und in dessen Länge erstreckt, wobei die Ausnehmung einen Mindestdurchmesser aufweist, welcher ausreichend ist, um mehrere der Drähte aufzunehmen;
und zumindest einen Draht, welcher sich durch die Aus-
nehmung des Lagergehäuses erstreckt und dessen eines Ende mit dem Sensor und dessen anderes Ende mit der Meßeinrichtung zur Messung der Veränderung des elektrischen Widerstandes der Meßelement drähte in Abhängigkeit zu Veränderungen der Temperatur der Umgebung des Fühlers verbunden ist.
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