DE2364701A1

DE2364701A1 - Contactless temp measurement of centrifuge rotors - plate with radiation absorbing layer and thermosensitive element attains rotor temp and transmits value

Info

Publication number: DE2364701A1
Application number: DE2364701A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Mueller; Lothar Dipl Ing Pomper
Original assignee: ZENTRIFUGENBAU ENGELSDORF VEB
Current assignee: ZENTRIFUGENBAU ENGELSDORF VEB
Priority date: 1973-03-26
Filing date: 1973-12-27
Publication date: 1974-10-10
Also published as: DD102312A1

Abstract

Temperature of fast centrifuge rotors in evacuated containers is measured without direct cntact. A plate underneath the rotor, covered by a heat radiation absorbing layer, attains the rotor temperature and carries a temperature sensitive element, which is screened by axial and radial reflectors against random radiation. Greater accuracy and simplicity than by other systems susceptible to extraneous influences such as ambient temperature, transfer resistance, manufacturing tolerances, variable or stray magnetic fields.

Description

Kontaktlose Temperaturmessung in evakuierten Behältern an schnellaufenden Zentrifugenrotoren Die Erfindung betrifft eine kontaktiose Eemperaturmessung in evakuierten Behältern an schnellaufenden Zentrifugenrotoren.Contactless temperature measurement in evacuated containers on high-speed ones Centrifuge rotors The invention relates to a contactless temperature measurement in evacuated containers on high-speed centrifuge rotors.

Bekannt sind Temperaturmeßeinrichtungen an schnellaufenden Zentrifugenrotoren, bei denen ein thermistor direkt im Rotor angeordnet ist und eine Mei3wertübertragung entweder über eine in einem Quecksilberoad eintauchende Rotornadel oder über die Widerstandsänderung des mitrotierenden Sekundärkreises eines Transformators erfolgt.Temperature measuring devices on high-speed centrifuge rotors are known, in which a thermistor is arranged directly in the rotor and a Mei3wert transmission either via a rotor needle immersed in a mercury load or via the Change in resistance of the co-rotating secondary circuit of a transformer takes place.

Ferner ist bekannt, daß an der Unterseite solcher schnelllaufenden Zentrifugenrotoren thermolabile Magnetsysteme angeordnet werden, die in dem Stator einer der Rotortemperatur entsprechenden Spannung induziert und als Meßwert weitergeleitet werden.It is also known that on the underside of such high-speed Centrifuge rotors thermolabile magnet systems are arranged in the stator a voltage corresponding to the rotor temperature is induced and forwarded as a measured value will.

Ein Nachteil der bekannten direkten Temperaturmessung im Rotor ist in der speziellen Aufhängung der Rotoren zu sehen. Die Ableitung der Meßwerte über ein Quecksilberbad setzt voraus, daß es sich bei diesen Rotortypen um hängende Ausführungen handelt. Dieser Umstand macht sich besonders beim Beschicken dieser Rotoren als nachteilig bemerkbar. Diese Rotoren lriüssen beim Beschicken regelmäßig aus ihrer Verankerung geschraubt werden. Ferner wird bei einer Havarie des Rotors oder dessen Aufhängung mit Sicherheit das Quecksilberbad versprüht und bildet eine hochgradige, giftige Quecksilberdampfatmosphäre.One disadvantage of the known direct temperature measurement in the rotor is to be seen in the special suspension of the rotors. The derivation of the measured values over a mercury bath assumes that these types of rotors are hanging versions acts. This fact makes itself especially when loading these rotors as disadvantageously noticeable. These rotors regularly flow out of theirs when they are being loaded Anchoring to be screwed. Furthermore, if the rotor or its Suspension surely sprays the mercury bath and forms a high-grade, toxic mercury vapor atmosphere.

Als nachteilig ist bei der Meßwertabteilung über die mitrotierende Sekundärseite auf die feststehende Primärseite eines Transformators der hohe fertigungstechnische, technologische und elektronische Aufwand zu sehen.A disadvantage of the measured value department is the co-rotating Secondary side on the fixed primary side of a transformer the high manufacturing technology, to see technological and electronic effort.

Geringste VerschleilSerscheinungen an den Rotoraufnahmen und fertigun-stechnischen toleranzen machen ein regel maßiges Nacheichen des Meßsystems bei den einzelnen Rotorvarianten erforderlich.Smallest signs of wear and tear on the rotor mounts and the manufacturing process tolerances are a rule moderate recalibration of the measuring system required for the individual rotor variants.

Die indirekte Temperaturmessung mittels Thermistor in der zentralen Bohrung eines schnellaufenden Rotors besitzt den Nachteil der thermodynamischen Störanfälligkeit. Die Meßgenauigkeit wird durch die gering strahlungsaufnehmende Fläche eines Thermistors, der galvanisch, also thermisch gut leitena, an ein anderes Temperaturpotential angekoppelt ist, begrenzt. Der Umstand macht umfangreicnes Tabellenmaterial bei der Auswertung der verschiedenen Rotoren erforderlich. Als weiterer Meßfehler geht die zentrale Messung im Rotorkern ein.The indirect temperature measurement using a thermistor in the central Bore of a high-speed rotor has the disadvantage of thermodynamic Susceptibility to failure. The measuring accuracy is due to the low radiation-absorbing Area of one thermistor, which conducts galvanically, i.e. thermally well, to another Temperature potential is coupled, limited. The fact makes extensive table material required when evaluating the various rotors. As a further measurement error the central measurement is included in the rotor core.

Das interessierende Mebobjekt, die Zentrifugenbecher, liegt aber in unmittelbarer liähe der Peripherie des Rotors und, es kann zu eine erheblichen Temperaturgefälle innerhalb des Rotors kommen, das meßtechnisch nicht erfaßt werden kann.The object of interest, the centrifuge beaker, is in Immediately to the periphery of the rotor and, it can lead to a considerable temperature gradient come inside the rotor, which cannot be measured.

Der Kern thermolabiler Magnetsysteme bildet ein exakt geeichter Permanentmagnet. Ein erheblicher Nachteil von Permane-atmagneten ist der zeitliche Verlust an magnetischer Feldstärke, und somit wird ein regelmäßiges Nacheichen erforderlich. Magnetische Fremdfelder, die durch alle magnetischen Werkstoffe erzeugt werden können, beeinflussen die Meßgenauigkeit in einem unkontrollierbaren Maße.The core of thermolabile magnet systems is a precisely calibrated permanent magnet. A significant disadvantage of permanent atmospheres is the loss of magnetic energy over time Field strength, and therefore regular recalibration is required. Magnetic External fields that can be generated by all magnetic materials influence the measurement accuracy to an uncontrollable degree.

Zweck der Erfindung ist es, eine kontaktlose Temperaturmessung mit Hilfe eines temperaturempfindlichen Elementes zu schaffen, die unabhängig von den Störgrößen, wie Umgebungstemperatur, Übergangswiderständen, fertigungstechnischen Toleranzen, veränderten magnetischen Beldstärken und magnetischen Fremdfelder arbeitet.The purpose of the invention is to use a contactless temperature measurement Help to create a temperature sensitive element that is independent of the Disturbance variables, such as ambient temperature, contact resistance, production-related Tolerances, changed magnetic field strengths and external magnetic fields works.

Dementsprechend Besteht die erfinaungsgemäße Aufgabe darin, an der peripheren Unterseite schnellaufender Rotoren einen großflächigen Strahlungsaufnehmer an den evakuierten Behältern so anzuordnen, daß die genannten Störgrößen die indirekte Temperaturmessung nicnt beeinflussen.Accordingly, the object according to the invention consists in the peripheral underside of high-speed rotors a large-area radiation sensor to be arranged on the evacuated containers in such a way that the above-mentioned disturbance variables reduce the indirect Do not influence temperature measurement.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein großflächiger Strahiungsaufnehmer, in dem sich ein temperaturempfindliches Element befindet, unterhalb des Rotors fest im evakuierten Behalter anbeordnet ist.The object is achieved according to the invention in that a large area Radiation sensor, in which there is a temperature-sensitive element, underneath of the rotor is firmly arranged in the evacuated container.

Durch den Strahlungsaufnenmer ist gewahrleistet, daß das temperaturempfindliche Element die Rotortemperatur schnell annimmt. Unterhalb des Strahlungsaufnehmers befinden sich die Äxialreflektoren, seitlich die Radialreflektoren. Mit deren Hilfe werden die Streu-, Rand-und Bodenstrahlung reflektiert und so das temperaturempfindliche Element abgeschirmt.The radiation absorber ensures that the temperature-sensitive Element quickly adopts the rotor temperature. Below the radiation sensor the axial reflectors are located, the radial reflectors to the side. With their help the scattered, edge and ground radiation are reflected and so the temperature-sensitive Element shielded.

Diese Lösung ist konstruktiv einfach und betriebssicner.This solution is structurally simple and operationally safe.

Außerdem ist die Beschickung des Rotors von ooen in keiner Weise behindert.In addition, the loading of the rotor is not hindered by ooen in any way.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Åusführu-ngsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1: einen Schnitt durch die Vorderansicht Fig. 2: einen Schnitt durch die Draufsicht.The invention is to be described in more detail below using an exemplary embodiment explained. The drawing shows: FIG. 1: a section through the front view Fig. 2: a section through the plan view.

Die wärmestrahlenabsorbierenae Schicht 1 ist auf der qrundplatte 2 aufgebracht. In der gut wärmeleitenden Grundplatte 2 befindet sich ein temperaturempfindliches Element 12, das den Temperaturmeßwert der Grundplatte 2 mit der wärmestrahlenabsorbierenden Schicht 1 in elektrische Signale umformt und zur Meßwertauswertung weiterleitet. Radial zur Grundplatte 2 sind die Radialreflektoren 6; 7; 8; 9 angeordnet. Unterhalb der Grundplatte 2 sind die Axialreflektoren 3; 4; 5, ebenfalls bestehend aus einem Material geringer Strahlungskonstante, angebracht. Die Axialreflektoren D; 4; 5 und die Radialreflektoren 6; 7; 8; 9 werden durch die Halterung 11 arretiert. Der Rotor 10 ist mit geringem Abstand über der Grundplatte 2 angeordnet.The heat ray absorbing layer 1 is on the base plate 2 upset. In the base plate 2, which is a good conductor of heat, there is a temperature-sensitive one Element 12, the temperature reading of the base plate 2 with the heat radiation absorbing Layer 1 is converted into electrical signals and passed on for evaluation of the measured values. The radial reflectors 6 are radial to the base plate 2; 7; 8th; 9 arranged. Below the base plate 2 are the axial reflectors 3; 4; 5, also consisting of a Material with a low radiation constant attached. The axial reflectors D; 4; 5 and the radial reflectors 6; 7; 8th; 9 are locked by the bracket 11. Of the The rotor 10 is arranged at a small distance above the base plate 2.

Claims

Patent claim

Contactless temperature measurement in evacuated containers on high-speed ones Centrifuge rotors with a temperature-sensitive element underneath the rotor is arranged, characterized in that a heat radiation absorber layer (1) on a base plate (2), which assumes the temperature of the rotor and on the there is a temperature-sensitive element (12), is open and through Axial reflectors (c3; 4; 5) and radial reflectors (6; 7; 8; 9) against scattered radiation is shielded.