DE19537167C1

DE19537167C1 - Micro hose for measuring appts.

Info

Publication number: DE19537167C1
Application number: DE19537167A
Authority: DE
Inventors: Klaus Winkler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-10-06
Filing date: 1995-10-06
Publication date: 1997-03-20
Anticipated expiration: 2015-10-07

Abstract

The micro hose has a capillary tube (2) for transporting a flow medium and an outer sheathing, the capillary tube enclosed over its entire length by an electric heating device. Pref. the electric heating device uses a resistance heating conductor (3) wound around the outside of the capillary tube, e.g. a filament mesh, electrically insulated from an earth or protection conductor, or conductor filament (4) by an intermediate insulation layer (5).

Description

Die Erfindung betrifft einen Mikroschlauch mit einem dem Transport eines Strö mungsmediums dienenden Kapillarrohr und einer Ummantelung.The invention relates to a micro tube with a transport of a stream medium serving capillary tube and a jacket.

Derartige Mikroschläuche werden hauptsächlich in der Meßtechnik verwendet, da moderne Meßgeräte schon kleinste Mengen von gasförmigen und flüssigen Strö mungsmedien meßtechnisch verarbeiten können. Dazu wird das Strömungsmedium möglichst schnell vom Entnahmeort zur Meßstelle transportiert, so daß Zustandsän derungen möglichst unverzüglich erfaßt und gemessen werden können. Aus der Pra xis bekannt sind beispielsweise die von der Firma Ceram Optec GmbH hergestellten Mikroschläuche, die im wesentlichen aus einem Quarzglas-Kapillarrohr mit einer Kunststoffummantelung bestehen.Such micro tubes are mainly used in measurement technology, because modern measuring devices even the smallest amounts of gaseous and liquid flows mung media can process. This is the flow medium transported as quickly as possible from the sampling point to the measuring point, so that changes can be recorded and measured as soon as possible. From the Pra For example, those manufactured by Ceram Optec GmbH are known Micro tubing consisting essentially of a quartz glass capillary tube with a Plastic sheathing exist.

Häufig ist es erforderlich, das Strömungsmedium auf seinem Weg von der Entnah mestelle zur Meßstelle zu temperieren, um die Messungen bei Prozeßbedingungen durchzuführen. Eine Temperierung der bekannten Mikroschläuche ist nicht vorgese hen, so daß ihr Einsatz für derartige Messungen entweder überhaupt nicht in Frage kommt oder zu einer hohen Fehlerwahrscheinlichkeit bei den Meßergebnissen führt.It is often necessary to remove the flow medium from its path temperature to the measuring point in order to take measurements under process conditions perform. The known micro tubes are not tempered hen, so that their use for such measurements is either out of the question comes or leads to a high probability of errors in the measurement results.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den bekannten Mikroschlauch so aus zugestalten und weiterzubilden, daß er auch für temperaturkritische Meßwerterfas sungen verwendet werden kann.The invention is based on the object, the known micro tube from to design and develop that he also for temperature-critical measured values solutions can be used.

Der erfindungsgemäße Mikroschlauch löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Danach ist der eingangs genannte Mikroschlauch derart ausgebildet, daß das Kapillarrohr, vorzugsweise über seine gesamte Länge hinweg, von einer elektrisch arbeitenden Heizeinrichtung umgeben ist.The micro tube according to the invention achieves the above object through the Features of claim 1. Thereafter is the aforementioned micro tube formed such that the capillary tube, preferably over its entire length away, is surrounded by an electrically operating heating device.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß auch Mikroschläuche - trotz ihrer geringen Abmessungen - mit einer elektrisch arbeitenden Heizeinrichtung umgeben werden können und auf diese Weise äußerst vielfältig einsetzbar sind.According to the invention, it has been recognized that micro tubes, in spite of their small number Dimensions - to be surrounded with an electric heater can and are extremely versatile in this way.

Es gibt nun verschiedene Realisierungsmöglichkeiten für eine elektrisch arbeitende Heizeinrichtung. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines das Kapillarrohr um gebenden Heizleiters. Der Heizleiter könnte beispielsweise um das Kapillarrohr ge wendelt sein oder auch in Form einer elektrisch leitfähigen Umflechtung ausgebildet sein. Im Hinblick auf eine unkomplizierte Anordnung des Mikroschlauchs in einem Meßaufbau ist es vorteilhaft, wenn die Heizeinrichtung einseitig, d. h. an einem Ende des Mikroschlauchs, mit Strom versorgbar ist. Dazu könnte die Heizeinrichtung zu sätzlich zu dem Heizleiter einen diesen kontaktierenden Rückleiter umfassen, so daß die Heizeinrichtung, an dem Heizleiter und an dem Rückleiter angeschlossen werden könnte. Der Rückleiter könnte in vorteilhafter Weise zusätzlich noch als Erde oder Schutzleiter dienen. Dazu könnte der Rückleiter in Form einer elektrisch leitfähigen Umflechtung ausgebildet sein. Zwischen dem Heizleiter und dem Rückleiter müßte dann eine als elektrische Isolation dienende Zwischenschicht angeordnet sein.There are now various implementation options for an electric one Heating device. The use of a capillary tube is particularly advantageous giving heating conductor. The heat conductor could, for example, ge around the capillary be coiled or in the form of an electrically conductive braid be. With regard to an uncomplicated arrangement of the micro tube in one Measuring setup, it is advantageous if the heating device on one side, d. H. at one end of the micro tube, can be supplied with electricity. The heater could do this too in addition to the heating conductor include a contacting this return conductor, so that the heating device to which the heating conductor and the return conductor are connected could. The return conductor could advantageously also be earth or Protective conductor serve. This could be done in the form of an electrically conductive return conductor Braiding should be formed. Should be between the heating conductor and the return conductor then an intermediate layer serving as electrical insulation can be arranged.

Aus Sicherheitsgründen ist es sinnvoll, wenn der Rückleiter von mindestens einer elektrischen Isolationsschicht umgeben ist, d. h. wenn der Mikroschlauch insgesamt von einer elektrischen Isolationsschicht umgeben ist. Diese könnte in vorteilhafter Weise zusätzlich auch als thermische Isolation dienen. Alternativ dazu könnte der Rückleiter allerdings auch von mindestens einer thermischen Isolationsschicht um geben sein. Dadurch kann der zum Heizen erforderliche Stromverbrauch möglicher weise reduziert werden.For safety reasons, it makes sense if the return conductor has at least one electrical insulation layer is surrounded, d. H. if the micro tube overall is surrounded by an electrical insulation layer. This could be more beneficial Way also serve as thermal insulation. Alternatively, the However, return conductors also have at least one thermal insulation layer to be given. As a result, the electricity consumption required for heating may be possible be reduced wisely.

Üblicherweise werden im Rahmen von Mikroschläuchen Glasröhrchen als Kapillar rohr verwendet. Diese weisen aufgrund ihres geringen Durchmessers von ca. 100 Mikrometern bis 900 Mikrometern eine gewisse Biegbarkeit auf. Um nun ein Brechen des Kapillarrohrs zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn dieses von einer mechanisch stabilisierenden Schicht umgeben ist, die zwischen der Heizeinrichtung und dem Ka pillarrohr angeordnet sein könnte. Im Hinblick auf eine unkomplizierte Herstellung des erfindungsgemäßen Mikroschlauchs könnte die mechanisch stabilisierende Schicht formschlüssig mit dem Kapillarrohr verbunden sein. Die stabilisierende Schicht könnte in diesem Zusammenhang aus Teflon gebildet sein, welches mit dem Kapillar rohr verschmolzen ist.Glass tubes are usually used as capillaries in the context of micro tubes tube used. Due to their small diameter of approx. 100 Micrometers to 900 micrometers have a certain flexibility. To break now To avoid the capillary tube, it is advantageous if this is mechanically stabilizing layer is surrounded, which is between the heater and the Ka pillar tube could be arranged. With regard to an uncomplicated manufacture of the Micro tube according to the invention could be the mechanically stabilizing layer be positively connected to the capillary tube. The stabilizing layer in this context could be formed from Teflon, which is associated with the capillary pipe is fused.

Eine andere vorteilhafte Möglichkeit der Realisierung einer mechanisch stabilisieren den Schicht für das Kapillarrohr ist, die stabilisierende Schicht als unabhängiges Auf nahmerohr für das Kapillarrohr auszubilden. Das Kapillarrohr könnte dann wahlweise in das Aufnahmerohr einschiebbar sein und so im Bedarfsfall einfach ausgetauscht werden. Für bestimmte Anwendungen könnte es auch vorteilhaft sein, wenn wahl weise mehrere Kapillarrohre in das Aufnahmerohr einschiebbar wären. Das unab hängige Aufnahmerohr könnte genauso wie die formschlüssig mit dem Kapillarrohr verbundene mechanisch stabilisierende Schicht aus Teflon gebildet sein.Another advantageous way of realizing a mechanically stabilize the layer for the capillary tube, the stabilizing layer as an independent opening training tube for the capillary tube. The capillary tube could then be optional can be inserted into the receiving tube and thus easily replaced if necessary will. For certain applications, it could also be advantageous to choose as several capillary tubes could be inserted into the receiving tube. That independent Hanging receiving tube could be just like the form-fitting one with the capillary tube connected mechanically stabilizing layer can be formed from Teflon.

In einer besonderst vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Mikroschlauchs bilden das Aufnahmerohr und die Heizeinrichtung gegebenenfalls mit der elektri schen Isolationsschicht und gegebenenfalls mit der thermischen Isolationsschicht eine konstruktive Einheit. Dies ermöglicht eine einfache Wartung des Mikroschlauchs sowie die individuelle Gestaltung eines Mikroschlauchs mit gegebenenfalls auch mehreren Kapillarrohren je nach den Erfordernissen des Anwendungsfalls.In a particularly advantageous variant of the micro tube according to the invention form the receiving tube and the heater if necessary with the electri insulation layer and possibly with the thermal insulation layer a constructive unit. This enables easy maintenance of the micro tube as well as the individual design of a micro tube with if necessary several capillary tubes depending on the requirements of the application.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auch die nachfol gende Erläuterung zweier Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbei spiele anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltun gen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigtThere are now several ways to teach the present invention advantageous to design and develop. This is on the one hand on the Claims subordinate to claim 1, on the other hand also the successor Explanation of two exemplary embodiments of the invention with reference to the drawing to refer. In conjunction with the explanation of the preferred embodiment games based on the drawing are also generally preferred Ausgestaltun gene and further training explained. In the drawing shows

Fig. 1 in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines er findungsgemäßen Mikroschlauchs und Fig. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of an inventive micro tube and

Fig. 2 in schematischer Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel eines er findungsgemäßen Mikroschlauchs. Fig. 2 shows a schematic representation of a second embodiment of a micro tube according to the invention.

Fig. 1 zeigt einen Mikroschlauch 1 mit einem dem Transport eines Strömungsmedi ums dienenden Kapillarrohr 2 und einer Ummantelung, die sich aus mehreren Schichten zusammensetzt, welche nachfolgend im einzelnen erläutert werden. Bei dem Kapillarrohr 2 des in Fig. 1 dargestellten Mikroschlauchs handelt es sich um ein Glasrohr mit einem Innendurchmesser von 20 bis 700 Mikrometern und einem Au ßendurchmesser von 140 bis 900 Mikrometern. Fig. 1 shows a micro tube 1 with a transporting a flow medium around the capillary tube 2 and a sheath, which is composed of several layers, which are explained in detail below. The capillary tube 2 of the micro tube shown in FIG. 1 is a glass tube with an inside diameter of 20 to 700 micrometers and an outside diameter of 140 to 900 micrometers.

Erfindungsgemäß ist das Kapillarrohr 2 über seine gesamte Länge hinweg von einer elektrisch arbeitenden Heizeinrichtung umgeben. According to the invention, the capillary tube 2 is surrounded by an electrically operating heating device over its entire length.

Die Heizeinrichtung umfaßt hier einen das Kapillarrohr 2 umgebenden, nämlich um das Kapillarrohr 2 gewendelten, Heizleiter 3. Die Heizeinrichtung umfaßt ferner einen den Heizleiter 3 kontaktierenden Rückleiter 4. Dieser Rückleiter 4 ist in Form einer elektrisch leitfähigen Umflechtung ausgebildet und dient gleichzeitig als Erde oder Schutzleiter. Zwischen dem Heizleiter 3 und dem Rückleiter 4 ist eine als elektrische Isolation dienende Zwischenschicht 5 angeordnet. Die hier beschriebene Heizein richtung, die sich ja über die gesamte Länge des Kapillarrohrs 2 erstreckt, kann über den Heizleiter 3 und den Rückleiter 4 einseitig, d. h. an einem Ende des Mi kroschlauchs 1, angeschlossen werden.The heating device here comprises a heating conductor 3 surrounding the capillary tube 2 , namely, wound around the capillary tube 2 . The heating device further comprises a return conductor 4 contacting the heating conductor 3 . This return conductor 4 is designed in the form of an electrically conductive braiding and at the same time serves as an earth or protective conductor. An intermediate layer 5 serving as electrical insulation is arranged between the heating conductor 3 and the return conductor 4 . The Heizein device described here, which extends over the entire length of the capillary tube 2 , can be connected on one side via the heating conductor 3 and the return conductor 4 , ie at one end of the micro tube 1 .

Der Rückleiter 4 ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel von einer elektri schen Isolationsschicht 6 und einer thermischen Isolationsschicht 7 umgeben. Denk bar wäre es aber auch, den Rückleiter 4 mit nur einer Schicht zu umgeben, die sowohl als elektrische als auch als thermische Isolation dienen könnte.The return conductor 4 is surrounded in the exemplary embodiment shown here by an electrical insulation layer 6 and a thermal insulation layer 7 . It would also be possible to surround the return conductor 4 with only one layer, which could serve both as electrical and as thermal insulation.

Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwischen dem Kapillarrohr 2 und dem Heizleiter 3 drei weitere Schichten 8, 9 und 10 angeordnet, die zusammen einen me chanisch stabilisierenden Aufbau bilden. Die unterste mechanisch stabilisierende Schicht 8 ist formschlüssig mit dem Kapillarrohr 2 verbunden. Sie besteht aus Teflon, welches mit dem Kapillarrohr 2 verschmolzen ist. Abweichend vom hier dargestellten Ausführungsbeispiel könnte auch lediglich eine einzige mechanisch stabilisierende Schicht zwischen dem Kapillarrohr 2 und dem Heizleiter 3 angeordnet sein.In the exemplary embodiment shown here, three further layers 8 , 9 and 10 are arranged between the capillary tube 2 and the heating conductor 3 , which together form a mechanically stabilizing structure. The bottom mechanically stabilizing layer 8 is positively connected to the capillary tube 2 . It consists of Teflon, which is fused to the capillary tube 2 . In a departure from the exemplary embodiment shown here, only a single mechanically stabilizing layer could also be arranged between the capillary tube 2 and the heating conductor 3 .

Vor Erläuterung des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels sei angemerkt, daß in den Fig. 1 und 2 für gleiche Konstruktionselemente gleiche Bezugszeichen verwendet worden sind.Before explaining the embodiment shown in FIG. 2, it should be noted that the same reference numerals have been used in FIGS. 1 and 2 for the same structural elements.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mi kroschlauchs 1, der hier allerdings drei dem Transport von Strömungsmedien die nende Kapillarrohre 2 in einer Ummantelung umfaßt. Erfindungsgemäß sind alle drei Kapillarrohre 2 über ihre gesamte Länge hinweg von einer elektrisch arbeitenden Heizeinrichtung, bestehend aus einem Heizleiter 3, einem Rückleiter 4 und einer als elektrische Isolation dienenden Zwischenschicht 5, umgeben. Fig. 2 shows a second embodiment of a micro hose 1 according to the invention, which here, however, comprises three of the transport of flow media, the capillary tubes 2 in a jacket. According to the invention, all three capillary tubes 2 are surrounded over their entire length by an electrically operating heating device, consisting of a heating conductor 3 , a return conductor 4 and an intermediate layer 5 serving as electrical insulation.

Der mechanisch stabilisierende Schichtaufbau des zweiten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich allerdings wesentlich von dem des ersten Ausführungsbeispiels. Der in Fig. 2 dargestellte Schichtaufbau umfaßt als unterste mechanisch stabilisie rende Schicht ein unabhängiges Aufnahmerohr 11, auf das dann die drei mechanisch stabilisierenden Schichten 8, 9 und 10 aufgebracht sind. Die Kapillarrohre 2 sind wahlweise in das Aufnahmerohr 11 einschiebbar. Der in Fig. 2 dargestellte Mi kroschlauch 1 kann auf diese Weise einfach für verschiedene Anwendungen mit ei ner unterschiedlichen Anzahl von Kapillarrohren 2 ausgestattet werden. Außerdem lassen sich die Kapillarrohre 2 auch einfach einzeln austauschen, falls Leitungsbrü che auftreten.The mechanically stabilizing layer structure of the second exemplary embodiment, however, differs significantly from that of the first exemplary embodiment. The layer structure shown in FIG. 2 comprises the lowest mechanically stabilizing layer, an independent receiving tube 11 , to which the three mechanically stabilizing layers 8 , 9 and 10 are then applied. The capillary tubes 2 can optionally be inserted into the receiving tube 11 . The Mi kroschlauch 1 shown in Fig. 2 can be easily equipped in this way for different applications with egg ner different number of capillary tubes 2 . In addition, the capillary tubes 2 can also be easily replaced individually if line breaks occur.

Wesentlich bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist, daß das Aufnah merohr 11 mit den mechanisch stabilisierenden Schichten 8, 9 und 10, die Heizein richtung mit dem Heizleiter 3, dem Rückleiter 4 und der als elektrische Isolation die nenden Zwischenschicht 5, und die beiden Isolationsschichten 6 und 7 eine kon struktive Einheit bilden.It is essential in the embodiment shown in Fig. 2 that the Aufnah merohr 11 with the mechanically stabilizing layers 8 , 9 and 10 , the Heizein direction with the heating conductor 3 , the return conductor 4 and as the electrical insulation, the intermediate layer 5 , and two insulation layers 6 and 7 form a con structural unit.

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß sich die vorliegende Erfindung aus schließlich auf Mikroschläuche, also Schläuche mit extrem geringem Durchmesser, bezieht.In conclusion, it should be pointed out that the present invention finally on micro tubes, i.e. tubes with an extremely small diameter, relates.

BezugszeichenlisteReference list

1 Mikroschlauch
2 Kapillarrohr
3 Heizleiter
4 Rückleiter
5 Zwischenschicht
6 elektrische Isolationsschicht
7 thermische Isolationsschicht
8 mechanisch stabilisierende Schicht
9 mechanisch stabilisierende Schicht
10 mechanisch stabilisierende Schicht
11 Aufnahmerohr 1 micro tube
2 capillary tube
3 heating conductors
4 return lines
5 intermediate layer
6 electrical insulation layer
7 thermal insulation layer
8 mechanically stabilizing layer
9 mechanically stabilizing layer
10 mechanically stabilizing layer
11 receiving tube

Claims

1. Micro tube with a transporting a flow medium capillary tube ( 2 ) and a casing, characterized in that the capillary tube ( 2 ), preferably over its entire length, is surrounded by an electrically operating heating device.

2. Micro tube according to claim 1, characterized in that the Heizeinrich device comprises at least one heating conductor ( 3 ) surrounding the capillary tube ( 2 ).

3. Micro tube according to claim 2, characterized in that the heating conductor ( 3 ) is wound around the capillary tube ( 2 ).

4. Micro tube according to claim 3, characterized in that the heating conductor in Form of an electrically conductive braiding is formed.

5. Micro tube according to one of claims 2 to 4, characterized in that the heating device for one-sided connection comprises a contact the heating conductor ( 3 ) comprises the return conductor ( 4 ).

6. Micro tube according to claim 5, characterized in that the return conductor ( 4 ) serves as an earth or protective conductor.

7. Micro tube according to one of claims 5 or 6, characterized in that the return conductor ( 4 ) is in the form of an electrically conductive braiding and that between the heating conductor ( 3 ) and the return conductor ( 4 ) serves as an electrical insulation intermediate layer ( 5 ) is arranged.

8. Micro tube according to one of claims 5 to 7, characterized in that the return conductor ( 4 ) is surrounded by at least one electrical insulation layer ( 6 ).

9. Micro tube according to claim 8, characterized in that the electrical Insulation layer also serves as thermal insulation.

10. Micro tube according to one of claims 5 to 9, characterized in that the return conductor ( 4 ) is surrounded by at least one thermal insulation layer ( 7 ).

11. Micro tube according to one of claims 1 to 10, characterized in that at least one mechanically stabilizing layer ( 8 , 9 , 10 ) is arranged between the capillary tube ( 2 ) and the heating device.

12. Micro tube according to claim 11, characterized in that the mechanically stabilizing layer ( 8 ) is positively connected to the capillary tube.

13. Micro tube according to one of claims 11 or 12, characterized in that the stabilizing layer ( 8 ) is formed from Teflon.

14. Micro tube according to claim 13, characterized in that the stabilizing layer ( 8 ) forming Teflon is fused to the capillary tube ( 2 ).

15. Micro tube according to claim 11, characterized in that the mechanically stabilizing layer is formed by a receiving tube ( 11 ) for the capillary tube ( 2 ), the capillary tube ( 2 ) being insertable into the receiving tube ( 11 ).

16. Micro tube according to claim 15, characterized in that a plurality of capillary tubes ( 2 ) can optionally be inserted into the receiving tube ( 11 ).

17. Micro tube according to one of claims 15 or 16, characterized in that the receiving tube ( 11 ) is formed from Teflon.

18. Micro tube according to one of claims 15 to 17, characterized in that the receiving tube ( 11 ) and the heating device, if appropriate with the electrical insulation layer ( 6 ) and possibly with the thermal insulation layer ( 7 ) form a structural unit.