DE2053320A1 - Temperature sensor - Google Patents
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Description
Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 8812/4 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 8812/4
Stuttgart-Untertürkheim 26. Okt. 1970Stuttgart-Untertürkheim October 26, 1970
"Temperaturfühler""Temperature sensor"
Die Erfindung bezieht sich auf einen Temperaturfühler für Heißgase, der aus einem pneumatischen Oszillator besteht, mit einem Einlaßkanal, einem Diffusor und einem in diesen eingreifenden Keil, an den sich zwei Auslaßkanäle anschließen, von denen jeweils ein Rückführungskanal zur nächstliegenden Seite des Diffusoreinganges führt.The invention relates to a temperature sensor for hot gases, which consists of a pneumatic oscillator, with an inlet duct, a diffuser and a wedge engaging in this, to which two outlet channels are connected, one of which is a return channel leads to the nearest side of the diffuser inlet.
Leitet man dem Diffusor eines derartigen Oszillators, dessen Kanalwände Rechteckquerschnitte aufweisen, ein Gas zu, so legt sich die Strömung normalerweise durch geringe fertigungsbedingte Asymmetrien stabil an eine der beiden Seitenwände des Diffusors an. Ein Oszillieren, d. h. ein ständiges Umspringen der Strömung und damit ein wechselweises Anliegen an jeweils eine der beiden Diffusorwände, wird durch die Rückführungskanäle bewirkt. Eine beispielsweise an der linken Diffusorwand anliegende Strömung löst über die von dort abzweigende Rückführungsleitung einen Impuls am D iff us or eingang aus, der zum Umspringen der Strömung und zum Anliegen an die rechte Diffusorwand führt. Danach springt die Strömung in der gleichen Weise wieder zur linken Diffusorwand um, wo sich der Vorgang wiederholt. Die Frequenz der so entstehenden Eigenschwingung hängt unter anderem von der Schallgeschwindigkeit des Gases und damit mittelbar von dessen Temperatur ab. Aus diesem Grunde bildet dte Frequenz ein Maß für die Temperatur des Gases und kann zu deren Bestimmung verwendet werden.If one passes the diffuser of such an oscillator, its channel walls Have rectangular cross-sections, add a gas, the flow normally settles through minor manufacturing-related asymmetries stably on one of the two side walls of the diffuser. An oscillating, i.e. H. a constant jumping around the current and with it alternating contact with one of the two diffuser walls is caused by the return channels. One for example The flow adjacent to the left diffuser wall dissolves over the from there The branching return line sends a pulse to the D iff us or input which leads to the flow jumping around and resting against the right diffuser wall. After that the current jumps in the same way back to the left diffuser wall, where the process is repeated. The frequency of the natural oscillation thus created depends, among other things on the speed of sound of the gas and thus indirectly on its temperature. For this reason, the frequency is a measure for the temperature of the gas and can be used to determine it.
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-2-ORIGiNAL INSPECTED-2-ORIGiNAL INSPECTED
- 2 - Daim 8812/4 - 2 - Daim 8812/4
Die Frequenz der Schwingungen wird außer von der Schallgeschwindigkeit auch vom Druck der Gase beeinflußt, so daß sich bei der frequenzabhängigen Anzeige der Gastemperatur Abweichungen vom tatsächlichen Wert ergeben. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Temperaturfühler für Heißgase zu schaffen, bei dem der Druckeinfluß auf die Oszillatorfrequenz praktisch ausgeschaltet wird. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß jeder Auslaßkanal mindestens die halbe Länge eines Rtickführungskanales aufweist und in . einen Drosselkanal übergeht, dessen Querschnittsfläche mindestensThe frequency of the oscillations is influenced not only by the speed of sound but also by the pressure of the gases, so that the frequency-dependent display of the gas temperature results in deviations from the actual value. The invention is based on the object of creating a temperature sensor for hot gases in which the influence of pressure on the oscillator frequency is practically eliminated. This is done according to the invention in that each outlet channel has at least half the length of a return guide channel and is in. a throttle channel passes over, the cross-sectional area of which is at least
der halben Querschnittsfläche des Eingangskanales des Diffusors entspricht. Dadurch werden die Schwingungen des Oszillators nicht wie bei einem reinen Rückführungsoszillator durch die Rückführung allein, sondern auch - wie bei einem Schneidetonoszillator - durch den Keil angeregt. Die Rückführungskanäle bewirken eine Verstärkung der Schwingungsamplitude und ein Anspringen bei kleinem Eingangsdruck. Der Druckeinfluß wird aufgehoben und es ergibt sich ein ungestörtes sinusförmiges Schwingungsbild.corresponds to half the cross-sectional area of the inlet channel of the diffuser. As a result, the oscillations of the oscillator are not caused by the feedback alone, as is the case with a pure feedback oscillator, but also - as with a cutting tone oscillator - stimulated by the wedge. The return channels cause a reinforcement of the Vibration amplitude and a start when the inlet pressure is low. The pressure influence is canceled and there is an undisturbed sinusoidal waveform.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Drosselkanal ^ als Bohrung eines in das Gehäuse des Oszillators einschraubbarenAccording to a further embodiment of the invention, the throttle channel ^ as a hole that can be screwed into the housing of the oscillator
Anschluß stücke s ausgebildet. Dies erlaubt neben einer genauen und billigen Herstellung des Drosselkanales auch dessen einfachen Einbau oder Austausch.Connection pieces s formed. This allows in addition to an accurate and cheap production of the throttle channel and its simple installation or replacement.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in vergrößertem Maßstab dargestellt. Es zeigenAn embodiment of the invention is shown in the drawing on an enlarged scale Scale shown. Show it
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Temperaturfühler nach der Linie I-I der Fig. 2 undFig. 1 is a section through a temperature sensor along the line I-I of Fig. 2 and
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1.
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- 3 - Dairo 8812/4 - 3 - Dairo 8812/4
Als Temperaturfühler dient ein pneumatischer Oszillator, der im wesentlichen aus einem zweiteiligen Gehäuse 11 besteht, in dem ein Einlaßkanal 12, ein Diffusor 13, zwei Auslaßkanäle 14 und 15 und zwei Hückftihrungskanäle 16 und 17 angeordnet sind. Einschließlich federn Diffusor 13 weisen sämtliche Kanäle 12 bis 17 einen rechteckigen Querschnitt auf. In den symmetrisch ausgebildeten Diffusor 13 ragt ein Keil 18, der die Auslaßkanäle 14 und 15 voneinander trennt. Die Rückführungskanäle 16 und 17 zweigen jeweils von der dem Keil abgewandten Seite des Auslaßkanales 14 bzw. 15 ab und münden an einander gegenüberliegenden Stellen in einen Eingangskanal 19 des Diffusors 13. In das Gehäuse 11 sind ein Anschlußstück 20 für den Einlaßkanal 12 und Anschlußstücke 21 und 22 für die Auslaßkanäle 14 bzw. 15 eingeschraubt. Fi rner ist an das Gehäuse 11 ein Quarzkristall-Druckaufnehmer 23 angeschlossen, der durch einen Kanal 24 mit dem Auslafikanal 14 verbunden ist. Ein Kabel 25 führt zu einem nicht dargestellten Anzeigegerät, z.B. zu einem Oszillographen. Die Meßwerte können statt dessen auch einem Regler zugeleitet werden. Es ist aber auch möglich, die pneumatischen Druckimpulse des Oszillators unmittelbar weiter zu verarbeiten.A pneumatic oscillator is used as the temperature sensor, which essentially consists of a two-part housing 11 in which an inlet duct 12, a diffuser 13, two outlet ducts 14 and 15 and two discharge ducts 16 and 17 are arranged. Including the spring diffuser 13, all the channels 12 to 17 have a rectangular cross section. A wedge 18, which separates the outlet channels 14 and 15 from one another, protrudes into the symmetrically designed diffuser 13. The return channels 16 and 17 each branch off from the side of the outlet channel 14 and 15 facing away from the wedge and open at opposite points into an inlet channel 19 of the diffuser 13. In the housing 11 are a connector 20 for the inlet channel 12 and connectors 21 and 22 screwed in for the outlet channels 14 and 15, respectively. A quartz crystal pressure sensor 23 is connected to the housing 11 and is connected to the outlet duct 14 by a duct 24. A cable 25 leads to a display device (not shown), for example an oscilloscope. Instead, the measured values can also be fed to a controller. But it is also possible to further process the pneumatic pressure pulses of the oscillator immediately.
In den Anschlußstücken 21 und 22 ist jeweils ein Drosselkanal 26 angeordnet. Die Querschnittsfläche des als Bohrung ausgebildeten Drosselkanales 26 entspricht etwa der halben Querschnittsfläche des Eingangskanales 19 des Diffusors 13. Durch die Drosselkanäle 26 bilden die Auslaßkanäle 14 bzw. 15 im Zusammenwirken mit dem Eingangskanal 19 des Diffusors 13 jeweils einen nahezu geschlossenen Resonatorkanal, in dem sich ein Mitteldruck ausbildet. Dieser MitteldruckA throttle channel 26 is arranged in each of the connecting pieces 21 and 22. The cross-sectional area of the throttle channel designed as a bore 26 corresponds to approximately half the cross-sectional area of the inlet channel 19 of the diffuser 13. Through the throttle channels 26, the outlet channels 14 and 15, in cooperation with the inlet channel 19 of the diffuser 13, each form an almost closed resonator channel, in which a medium pressure develops. This mean pressure
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wird im wesentlichen durch die freie Querschnittsfläche der Drosselkanäle 26 und des Eingangekanales 19 des Diffusors 13 bestimmt. Versuche haben ergeben, daß sich der Druckeinfluß auf die Frequenz der Schwingungen bei der geforderten Mindestlänge der Auslaßkanäle 14 bzw. 15 und dem angegebenen Querschnittsverhältnis vernachlässigbar klein halten läßt. Damit ergibt sich eine sehr genaue, druckunabhängige Bestimmung der Temperatur von Heißgasen durch den als pneumatischen Oszillator ausgebildeten Temperaturfühler.is essentially determined by the free cross-sectional area of the throttle channels 26 and the input channel 19 of the diffuser 13 is determined. Tests have shown that the influence of pressure on the frequency of Vibrations with the required minimum length of the outlet channels 14 or 15 and the specified cross-sectional ratio are negligible can be kept small. This results in a very precise, pressure-independent determination of the temperature of hot gases using the pneumatic Oscillator-shaped temperature sensor.
Statt die Drosselkanäle in den Anschlußstücken unterzubringen, können diese auch unmittelbar im Gehäuse angeordnet werden. So können beispielsweise bei einem aus einem Lamellenpaket bestehenden Oszillator Drosselkanäle mit Rechteckquerschnitt zusammen mit den anderen Kanälen durch Ausätzen der einzelnen Lamellen und anschließendes Zusammenlöten mit Hochtemperaturlot im Vakuum ofen gebildet werden.Instead of accommodating the throttle channels in the connecting pieces, you can these can also be arranged directly in the housing. For example, in the case of an oscillator consisting of a disk pack Throttle channels with rectangular cross-section together with the other channels by etching out the individual lamellae and then Can be soldered together with high temperature solder in a vacuum oven.
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Claims (2)
das Gehäuse (11) des Oszillators einschraubbaren Anscblußstückes (21, 22) ausgebüdet ist.2. Temperature sensor for hot gases, according to claim 1, characterized in that the throttle channel (26) as a bore in one
the housing (11) of the oscillator screw-in connection piece (21, 22) is formed.
Priority Applications (3)
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19702053320 DE2053320A1 (en) | 1970-10-30 | 1970-10-30 | Temperature sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (3)
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Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (5)
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1971
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Also Published As
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