DE202008016201U1 - High temperature thermocouple - Google Patents
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Abstract
Hochtemperaturfühler, bei dem ein Sensorelement in einem Metallrohr (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Metallrohr (2) Thermoleitungen (4) angeordnet sind, die zumindest im dem Messmedium zugewandten Bereich des Metallrohres (2) von einer Pulverfüllung (5) umgeben sind, welche aus einem thermisch gut leitenden Keramikpulver besteht, wobei die Thermoleitungen (4) in einer angeschweißten Thermodrahtperle (3) enden und wobei das Metallrohr (2) in diesem Bereich eine mehrstufige Verengung aufweist und an seinem dem Messmedium zugewandte Ende mit einem Bodenteil (1) verschlossen ist.High temperature probes, in which a sensor element is arranged in a metal tube (2), characterized in that in the metal tube (2) thermoelectric lines (4) are arranged, at least in the measuring medium facing area of the metal tube (2) surrounded by a powder filling (5) are, which consists of a thermally highly conductive ceramic powder, wherein the thermal conductors (4) in a welded thermowire bead (3) and wherein the metal tube (2) in this area a multi-level Has constriction and at its end facing the medium to be measured is closed with a bottom part (1).
Description
Die Erfindung betrifft einen Hochtemperaturfühler, bei dem ein Sensorelement in einem Metallrohr angeordnet ist.The The invention relates to a high-temperature sensor in which a sensor element is arranged in a metal tube.
In der Temperaturmesstechnik ist es bekannt, Temperaturfühler mit Mantelleitungen zu verwenden. Bei Mantelleitungen werden Innenleiter in einem Metallrohr geführt. Die Innenleiter können von einer Pulverfüllung umgeben sein. Die durch die Innenleitungen geführten Signale werden mittels elektrischer Anschlussleitungen an eine elektronische Auswerteeinheit geführt.In Temperature measurement is known, temperature sensor to use with sheathed cables. In sheathed cables are inner conductors guided in a metal tube. The inner conductors can be surrounded by a powder filling. The through the inner pipes guided signals are by means of electrical connection cables led to an electronic evaluation.
Derartige Temperaturfühler sind für den Einsatz in Abgassträngen von Verbrennungsmotoren geeignet, insbesondere bei Aufladung mittels Turbolader und Kompressoren. Im Allgemeinen müssen Turbolader und Kompressoren vor Überhitzung geschützt werden. Dazu werden Temperaturfühler im Turbolader- bzw. Kompressorgehäuse angeordnet und mit Auswerteeinrichtungen verschaltet. Bei Turboladern im Dieselbetrieb sind die Schutzeinrichtungen auf Temperaturen zwischen 600°C und 900°C eingestellt. Bei benzinbetriebenen Motoren mit Turboladern und Kompressoren erhöht sich die Schutztemperatur auf ca. 1.100°C. Die Temperatur im Turbolader kann aber nicht nur als Abschaltwert, sondern auch als Regelgröße im Zusammenhang mit anderen Sensoren im Abgas- und Ansaugstrang zur Steuerung des Antriebs verwendet werden.such Temperature sensors are for use in exhaust pipes of internal combustion engines suitable, in particular when charging by means Turbocharger and compressors. In general, need turbocharger and compressors are protected against overheating. These are temperature sensors in the turbocharger or compressor housing arranged and interconnected with evaluation. For turbochargers In diesel operation, the protective devices are at temperatures between 600 ° C and 900 ° C set. When gasoline powered Engines with turbochargers and compressors increase the Protective temperature to about 1,100 ° C. The temperature in the turbocharger but not only as a shutdown value, but also as a controlled variable in connection with other sensors in the exhaust and intake manifold used to control the drive.
Im Stand der Technik sind vielfältige Ausführungen für Temperaturfühler bekannt, die für den Einsatz bei erhöhten Temperaturen vorgesehen sind.in the State of the art are diverse designs known for temperature probes used for intended for use at elevated temperatures.
In
Ferner
wird in
In
Aus
Weiterhin
ist nach
Die oben genannten Ausführungen weisen bei einem Dauereinsatz von 1.100°C eine zu geringe Lebensdauer sowie eine zu hohe Sensordrift auf.The Above versions have a continuous use of 1,100 ° C too short life and too high Sensor drift on.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Temperaturfühler der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei Temperaturen bis zu 1.200°C einsatzfähig ist, schnelle Temperaturänderungen erfassen kann und eine geringe Ausfallrate aufweist.Of the Invention is based on the object, a temperature sensor of the type mentioned above, at temperatures up to operational at 1200 ° C, rapid temperature changes can capture and has a low failure rate.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Temperaturfühler, welcher die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale enthält, gelöst.According to the invention the task with a temperature sensor, which in Claim 1 features specified solved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Embodiments are specified in the subclaims.
Die im Metallrohr geführten Innenleitungen sind zumindest im dem Messmedium zugewandten Ende des Metallrohrs von einer Pulverfüllung umgeben, die aus einem thermisch gut leitenden Keramikpulver besteht. Das Metallrohr weist in diesem Bereich eine mehrstufige Verengung auf, mit denen die Pulverfüllung verdichtet wurde. An ihrem dem Messmedium zugewandte Ende ist in das Metallrohr ein Bodenteil eingeschweißt. Das Sensorelement besteht aus einer Thermodrahtperle, die am messmedienseitigen Ende des Metallrohrs angeordnet ist.The In the metal pipe outgoing internal cables are at least in the measuring medium facing the end of the metal tube of a powder filling surrounded, which consists of a thermally highly conductive ceramic powder. The metal tube has a multi-stage constriction in this area on, with which the powder filling was compacted. At her the measuring medium end facing into the metal tube is a bottom part shrink wrapped. The sensor element consists of a thermowire bead, which is arranged at the messmedienseitigen end of the metal tube.
Die mehrstufige Verengung enthält vorzugsweise einen an dem Ende des Metallrohrs, welches dem Messmedium zugewandt ist, angeordneten ersten konischen Bereich, einem nach einem Anpassungskegel folgenden prismatischem oder zylindrischen Bereich und einem sich daran anschließendem zweiten konischen Bereich.The Multistage constriction preferably contains one on the End of the metal tube, which faces the measuring medium arranged first conical area, following one after an adjustment cone prismatic or cylindrical area and an adjoining one second conical area.
Der prismatische Bereich wird vorteilhaft mit einem Vielkantquerschnitt ausgeführt, insbesondere mit einem Sechs- oder Achtkantquerschnitt.Of the prismatic area becomes advantageous with a polygonal cross section executed, in particular with a six or octagonal cross-section.
Der Temperaturfühler kann beispielsweise im Turboladergehäuse direkt vor dem Turbinenschaufelrad sitzend eingesetzt werden, kann schnelle Temperaturänderungen messen und kann auch als Reglungselement verwendet werden. Der Fühler weist selbst bei einem Dauereinsatz bei Temperaturen um 1.100°C eine hohe Lebensdauer und niedrige Sensordrift auf. Vorteilhaft ist ferner, dass die Abgasströmung nur geringfügig gestört wird. Er besitzt einen geringen statisch-thermischen Einbaufehler. Er zeichnet sich durch eine geringe Ausfallrate auf. Der Temperaturfühler ist modular aufgebaut und kann kostengünstig hergestellt werden.The temperature sensor can, for example, in the turbocharger housing directly in front of the turbine paddle wheel can be used seated, can measure rapid temperature changes and can also be used as a control element. The sensor has a long service life and low sensor drift even at continuous use at temperatures around 1,100 ° C. It is also advantageous that the exhaust gas flow is disturbed only slightly. It has a low static-thermal installation error. It is characterized by a low failure rate. The temperature sensor is modular and can be manufactured inexpensively.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel beschreibt die Anwendung in einem Turbolader.The Invention will be described below with reference to an embodiment explained in more detail. The embodiment describes the application in a turbocharger.
In der zugehörigen Zeichnung zeigt:In the accompanying drawing shows:
Bei
dem in
In
der dargestellten Ausführung enthält die mehrstufige
Verengung einen am dem Messmedium zugewandten Ende des Metallrohrs
- 11
- Bodenteilthe bottom part
- 22
- Metallrohrmetal pipe
- 2.12.1
- erster konischer Bereichfirst conical area
- 2.22.2
- primatischer Bereichprima genetic Area
- 2.32.3
- zweiter konischer Bereichsecond conical area
- 2.42.4
- Anpassungskegeladjusting cone
- 33
- ThermodrahtperleThermo wire bead
- 44
- ThermoleitungenExtension cables
- 55
- Pulverfüllungpowder filling
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- - DE 102004007906 A1 [0009] - DE 102004007906 A1 [0009]
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- 2008-12-06 DE DE200820016201 patent/DE202008016201U1/en not_active Expired - Lifetime
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