DE2456748A1 - Temperaturmessfuehler, insbesondere zur messung der temperatur von metallischen werkstuecken in waermoefen - Google Patents
Temperaturmessfuehler, insbesondere zur messung der temperatur von metallischen werkstuecken in waermoefenInfo
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Description
KariA.DrV"\Cr DKarlOr\^\d" Diplom
Ingenieure
D-8023 München-Pullach, Wiener Str. 2; Tel (CS3) 7 C2 30 71; Telex 5212147 bros d; Cables: «Patentibus» München
ihr zeichen: Tag/ 29. November 1974
Your ref.: Date: Vl/ßZ - 7584
BRITISH STEEL GORPORATION, eine Gesellschaft nach den
Bestimmungen des "Iron & Steel Act 1967"» 33 Qrosvenor
Place» London S.W.I, England
Temperaturmeßfühler, insbesondere zur Messung der
Temperatur von metallischen Werkstücken in Wärmöfen.
Die Erfindung betrifft eine Temperaturfühlvorrichtung, die beispielsweise zur Messung der Temperatur einer Platine
in einem Ofen zum Wiedererwärmen von Metallplätinei verwendet werden kann, der allgemein in der deutschen Patentanmeldung P 22 6l 1-97.8 der gleichen Anmelderin beschreiben
ist.
In der genannten Patentanmeldung ist ein Ofen zum Wiedererwärmen von metallischen Werkstücken beschrieben, der
eine Vielzahl von Temperaturfühlern enthält, die nahe den. unteren Flächen der Stahlplatinen oder Werkstücke zu liegen kommen, wenn diese durch den Ofen wandern, wobei die
Fühler jeweils ein Thermoelement enthalten, um eine Ablesung der Temperatur an den unteren Flächen der erhititen
Platinen zu erhalten.
509826/0685
Es ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten
Temperaturfühler zu schaffen, der in Umgebungen mit hoher Temperatur zur Messung der Temperatur eines Artikels verwendet werden
kann, welcher in solchen Umgebungen gelegen ist,und es 1st
ein besonderes, jedoch nicht das ausschließliche Ziel der Erfindung,
einen verbesserten Temperaturfühler zur Messung der Temperatur von Platinen oder Werkstücken in einem Ofen zum Wiedererwärmen
von metallischen Werkstücken zu schaffen, in welchem die Temperatur in der Größenordnung von 1 300° G liegen
kann.
Gemäß einem Merkmal nach der Erfindung weist der Temperaturfühler folgende Einrichtungen und Merkmale auf: ein Gehäuse mit
einem oberen offenen Ende, ein Teil, welches eine nach oben gerichtete»
eine Strahlung auffangende Fläche schafft, die innerhalb
des Gehäuses und in thermischem Kontakt mit diesem angeordnet ist, ein erstes mit im wesentlichen der geometrischen Mitte
des genannten Teiles verbundenes Thermoelement und ein zweites an dem genannten TAU an einer Stelle verbundenes Thermoelement,
die von der geometrischen Mitte verschoben bzw.. versetzt 1st und im Abstand vom Gehäuse nach innen zu angeordnet ist.
Gemäß einem weiteren Merkmal nach der Erfindung ist in einem Ofen zum WledererwäSmen von Metallplatinen bzw. metallischen
Werkstücken, eine Einrichtung vorgesehen, um die metallischen Werkstücke während ihrer Bewegung durch den Ofen abzustützen,
weiter ist der Ofen mit einer Vielzahl.von Hitzequellen ausgestattet
und es ist wenigstens ein Temperaturfühler in einer Höhe unterhalb des oberen Abschnitts der Abstützeinrichtung angeordnet}
dieser Fühler besteht aus einem Gehäuse mit einem offenen oberen Ende und ein Teil, welches eine nach oben weisende und
Strahlung auffangende Pläohe vorsieht, 1st in dem Gehäuse angeordnet
und befindet sich in thermischer Berührung mit diesem, weiter ist in im wesentlichen der geometrischen Mitte des genannten
Teiles ein erstes Thermoelement befestigt und ein zweites
509826/0686
Thermoelement ist an einer Stelle an dem Teil befestigt, die seitlich von der geometrischen Mitte versetzt gelegen ist und
besitzt nach innen zu vom Gehäuse einen Abstand, wobei die Anordnung
so getroffen ist, daß bei der Verwendung die die Strahlung auffangende Fläche des genannten Teiles nahe bei der unteren
Seite einer Platine oder eines Werkstückes, welches in dem Ofen erhitzt wird, zu liegen kommt und. dabei zu dieser unteren
Seite hinzeigt. .
Das Gehäuse besitzt in bevorzugter Weise eine zylindrische Gestalt,
wobei die genannte Fläche durch die äußere Endfläche einer Metallschelbe definiert ist, die in dem oberen offenen Ende des
Gehäuses befestigt ist und sich in thermischer Berührung entlang dem Umfang der Scheibe mit diesem befindet. Die zwei Thermoelemente
sind an der unteren Fläche der Scheibe innerhalb des Gehäuses
befestigt, wobei das zweite Thermoelement bevorzugt, dicht bei der inneren Wand des Gehäuses angeordnet wird.
Die Scheibe wird' in herkömmlicher Weise in dem oberen offenen
Ende des Gehäuses durch Schweißen befestigt und der gesalbte Innenraum
des Gehäuses unterhalb der Scheibe, durch welchen gewöhnlich die Leitungen der Thermoelemente verlaufen, wird in bevorzugter
Weise mit einem thermisch isolierenden Mittel ge-" füllt. ■ . '
Das Äußere des Gehäuses ist in vorteilhafter Weise von --.-einem
thermisch isolierendem Material umgeben» beispielsweise einem hitzebeständigen Formmaterial, welches plan mit dem genannten
offenen Ende des Gehäuses abschließt, wobei die Scheibe im wesentlichen
gegenüber einer aus der Umgebung stammenden Strah-
lung abschirmbar ist und die Strahlung an der äußeren Fläche
der Scheibe aufgefangen wird, die einzig von dem Gegenstand
stammt, dessen Temperatur gemessen werden soll'.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich
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aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung, deren einzige Figur eine seitliche
Schnittdarstellung durch einen Temperaturfühler zeigt, der in einem Ofen zur Wiedererwärmung von Metallplatinen oder
metallischen Werkstücken angeordnet ist.
Der Temperaturfühler 10, der veranschaulicht ist und beschrieben
werden soll, ist durch eine in geeigneter Weise wassergekühlten Konsole oder Montageteil 12 gehaltert und zwar für die
Verwendung in einem Ofen zur Wiedererwärmung von metallischen Werkstücken S und der Fühler besteht aus einem Gehäuse 14, welohes
an seinem oberen Ende für die Abstützung eines temperaturemßfindlichen
Elementes 16 sorgt.
Das Gehäuse 14 hat eine allgemein zylindrische äußere Gestalt und ist in bevorzugter Weise aus einem hochwertigen-Kobaltstahl
hergestellt, der innen profiliert ist, um ein allgemein tassenförmiges
Inneres bzw« inneren Raum zu schaffen, wie dies veranschaulicht ist. Das Gehäuse 14 besitzt offene Enden und wird
bei der Verwendung in einem Wiedererwärmungsofen in aufrechter Lage, wie dies gezeigt ist, aufgestellt, wobei das untere Ende
des Gehäuses,wie beispielsweise durch Sehweißen an den unteren
Enden von koaxialen Rohren l8-l8a befestigt ist, wobei diese Rohre das wassergekühlte Abstütz- oder Tragsystem 12 darstellen,
welches somit für die Kühlung des Basisabschnitts des Gehäuses 14 sorgt« Das obere offene Ende des Gehäuses 14 ist dicht bei
der unteren Fläche des metallischen Werkstückes S in Lage gebracht, dessen Temperatur gemessen werden soll. Wie dies bekannt
ist, werden die metallischen Werkstücke oder Platinen S durch einen Wiedererwärmungsofen auf einem abstützenden Gleitschienensystem
(nicht gezeigt) hindurchbewegt und das obere Ende des Gehäuses 14 liegt dann kurz unterhalb der oberen Flächen der
direkten
Gleitschienen, um einen/physikalischen Kontakt mit den Platinen oder metallischen Werkslücken S zu vermelden.
Gleitschienen, um einen/physikalischen Kontakt mit den Platinen oder metallischen Werkslücken S zu vermelden.
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Das obere offene Ende des Gehäuses 14 ist mit; einer ringförmigen Schulter 20 ausgestattet, in welcher das Temperaturfühlelement
16 in Form einer kreisrunden Scheibe aufgenommen ist,
die beispielsweise durch Schweißen entlang ihrem Umfang an dem Gehäuse 14 befestigt ist, so daß sie einen guten thermischen
Kontakt mit diesem Gehäuse hat. Die äußere Fläche der Scheibe 16 schließt somit mit dem oberen Ende des Gehäuses 14 ab, während die untere Fläche der Scheibe zwei bewehrte bzw. ummantelte
Thermoelemente 22 und 24 trägt, die eine innige Verbindung
mit dieser haben. Das erste Thermoelement 22 ist an im wesentlichen
der geometrischen Mitte der Scheibe befestigt, während das zweite Thermoelement 24 seitlich von dieser Mitte versetzt
angeordnet ist und in bevorzugter Weise an der unteren Fläche der Soheibe an einer Stelle befestigt ist, die sieh sehr dicht
bei der inneren Seitenwand des Gehäuses 14 befindet.
Die jeweiligen Thermoelement-Lei tun gen 22a - 24a.^vedaufen nach
unten durch das Innnere des Gehäuses 14 und durch die mit Rohren ausgestattete KÜhl-Abstützung 12. Das Innere des Gehäuses
14. ist mit einem geeigneten thermischen Isoliermittel 26 abgedichtet
bzw. gefüllt, während das Äußere des Gehäuses 14 durch ein weiteres thermisches Isoliermittel umgeben ist und zwar
zweckmäßig in Form einer hitzebeständigen Formmasse 28 mit allgemein
kegelstümpfförmiger Gestalt, deren obere Fläche plan mit
dem oberen Ende des Gehäuses l4 abschließt. Die hitzbeständige Formmasse 28 schirmt somit das Gehäuse 14 und die Fühlscheibe
16 gegen eine Strahlung aus der Umgebung innerhalb des Ofens ab,; wobei eine Strahlung an der äußeren Fläche der Scheibe 1.6 aufgefangen
werden kann, die im wesentlichen lediglich von der unteren Fläche der Platine oder dem metallischen Werkstück S
stammt, dessen Temperatur gemessen werden soll.
Das Arbeitsprinzip des Fühlers 10 ist derart, daß die von einer
heißen Platine S innerhalb des Ofens empfangene Strahlung die
Scheibe 16 aufheizt, deren Temperatur am Zentrum der Scheibe
durch das erste Thermoelement 22 gemessen werden kann. Durch die
Scheibe 16 wird Wärme zur Wand des Gehäuses 14 geleitet, die sich entweder einer höheren oder einer niedrigeren Temperatur
als das Zentnum der Scheibe 16 befinden kann. Die Temperatur nahe der Wand wird durch das zweite Thermoelement 2*» gemessen«
Das thermische Isoliermaterial 26 im inneren des Gehäuses 14 reduziert Jegliche axiale Komponente des Wärmeflusses von der
Scheibe 16 zur wassergekühlten Abstützvorrichtung 12 und beim idealen Zustand würde der gesamte Wärmefluß von der Scheibe in
radialer Richtung erfolgen. Die Temperaturen, die jeweils an der Mitte und dem Rand der Scheibe durch das erste und das zweite
Thermoelement 22 - 24 gemessen werden, können dazu verwendet werden, einen Meßwert der Plächentemperatur einer Platine S,
die über den Fühler 10 bewegt wird, abzuleiten.
Es sei hervorgehoben, daß der Fühler 10 aus einer dünnen ebenen
Scheibe 16 besteht, welche von dem zylindrischen Gehäuse 14 abgestützt
ist und thermisch eng mit diesem Gehäuse entlang dem
Umfang der Scheibe gekoppelt ist, so daß dieses als Wärmesenke wirkt. Aufgrund der thermischen Isolation 26 unterhalb der
Scheibe 16, erfolgt der gesamte Wärmestrom im wesentlichen in radialer Richtung, so daß ein Temperaturgradient zwischen dem
Zentrum und dem Rand der Scheibe hervorgerufen wird. Es können steile Temperaturgr'adienten sowohl an der Abstützfläche bzw.
Zwischenschicht 20 der Scheibe als auch innerhalb des Gehäuses selbst vorhanden sein. Der radiale Wärmefluß kann daher nur dadurch
genau gemessen werden, indem man die Temperatur am Zentrum der Scheibe und an einer Stelle mißt, die seitlich von dem Zentrum
versetzt ist und näher an der Wärmesenke gelegen ist. Die Stelle der zweiten Messung mit Hilfe des zweiten Thermoelementes
24 ist nicht absolut kritisch, sie sollte jedoch zur Erzielung
einer möglichst hohen Empfänglichkeit soweit wie möglich von der ersten Meßstelle entsprechend dem ersten Thermoelement 24
abliegen, jedoch auch in ausreichender Weise von der Wand des Gehäuses 14 entfernt, um nicht von dem stellen Temperaturgra-
dienten beeinflußt zu werden, der zwischen der Scheibe und dem Gehäuse existiert»
Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in der Zeichnung dargestellten Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.
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Claims (6)
- PATENTANSPRÜCHETemperaturfühler, bestehend aus einem Gehäuse mit einem oberen offenen Ende und mit einem Teil, durch welches eine nach oben zeigende und eine Strahlung auffangende Fläche vorgesehen wird, die innerhalb des Gehäuses gelegen ist und mit Thermoelementen, die mit dem Teil verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (16) sich in thermischer Berührung mit dem Gehäuse (14) befindet, daß ein erstes Thermoelement (22) im wesentlichen in der geometrischen Mitte desselben mit dem Teil verbunden ist und daß ein zweites Thermoelement (24) an einer Stelle mit dem Teil verbunden ist, die von der geometrischen Mitte seitlich versetzt gelegen ist und einen Abstand zum Gehäuse aufweist.
- 2. Ofen zum Wiedererwärmen von Metallplatinen oder metallischen Werkstücken, mit Gleitschienen für die metallischen Werkstücke während ihrer Bewegung durch den Ofen, mit Hitzequellen innerhalb des Ofens und mit wenigstens einem Temperaturfühler, der in einer Höhe unterhalb der oberen Fläche der Gleitschienen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (10) auf einem Gehäuse (14) mit einem oberen offenen Ende besteht, weiter aus einem Teil (16) mit einer nach oben weisenden und eine Strahlung auffangenden Fläche, die innerhalb des Gehäuses gelegen ist und sich in thermischem Kontakt mit diesem befindet, weiter aus einem ersten Thermoelement (22) besteht, welches mit dem genannten Teil an im wesentlichen der geometrischen Mitte desselben verbunden ist, und aus einem zweiten Thermoelement (2*0,welches mit dem Teil an einer Stelle verbunden ist, die von der geometrischen Mitte seitlich versetzt gelegen ist und nach innen zu vom Gehäuse einen Abstand aufweist, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß im Betrieb die eine Strahlung auffangende Fläche des Teiles dicht bei der unteren Seite eines metallischen Werkstückes (S), welches in dem Ofen erhitzt werden soll, und zu dieser unteren Seite hinzeigend zu liegen kommt.50 9826/068 5
- 3. Temperaturfühler nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (16) aus einer Metallscheibe besteht, die in dem oberen offenen Ende des Gehäuses (14) gelegen ist und entlang dem Umfang (20) der Scheibe thermischen Kontakt mit dem Gehäuse aufweist.
- 4. Temperaturfühler nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (16) in das obere offene Ende des Gehäuses (14) geschweißt ist.
- 5. Temperaturfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Gehäuses (14) unterhalb des Teiles (l6) mit einem thermischen Isoliermaterial (26) gefülltist. : ■■■;■""
- 6. Temperaturfühler nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Äußere des Gehäuses (14) mit einem thermisch isolierenden Material (28) umgeben ist, welches sich bis zum oberen offenen Ende des Gehäuses hin erstreckt, so daß die eine Strahlung auffangende Fläche des Teiles (16) gegenüber einer Umgebungsstrahlung im wesentlichen abgeschirmt ist und eine Strahlung bzw. Hitzestrahlung an dieser Fläche von im wesentlichen lediglich dem Gegenstand empfangen wird, dessen Temperatur gemessen werden soll.·Leerseite
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| GB5930673A GB1497041A (en) | 1973-12-21 | 1973-12-21 | Temperature measurement sensor |
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| DE2456748A1 true DE2456748A1 (de) | 1975-06-26 |
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ID=10483496
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|---|---|---|---|
| DE19742456748 Withdrawn DE2456748A1 (de) | 1973-12-21 | 1974-11-30 | Temperaturmessfuehler, insbesondere zur messung der temperatur von metallischen werkstuecken in waermoefen |
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| Country | Link |
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| DE (1) | DE2456748A1 (de) |
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| GB (1) | GB1497041A (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012019951A1 (de) | 2010-08-12 | 2012-02-16 | Sms Siemag Ag | Ofen, insbesondere tunnelofen, einer metallurgischen anlage und verfahren zur messung von temperaturen und stoffkonzentrationen in der ofenluft in dem ofen |
| DE19703932B4 (de) * | 1996-02-14 | 2013-06-27 | Fortech Hts Gmbh | Thermoelektrischer Sensor |
-
1973
- 1973-12-21 GB GB5930673A patent/GB1497041A/en not_active Expired
-
1974
- 1974-11-30 DE DE19742456748 patent/DE2456748A1/de not_active Withdrawn
- 1974-12-20 FR FR7442273A patent/FR2255587B1/fr not_active Expired
- 1974-12-20 JP JP14583974A patent/JPS5098882A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE19703932B4 (de) * | 1996-02-14 | 2013-06-27 | Fortech Hts Gmbh | Thermoelektrischer Sensor |
| WO2012019951A1 (de) | 2010-08-12 | 2012-02-16 | Sms Siemag Ag | Ofen, insbesondere tunnelofen, einer metallurgischen anlage und verfahren zur messung von temperaturen und stoffkonzentrationen in der ofenluft in dem ofen |
| DE102010061834A1 (de) | 2010-08-12 | 2012-02-16 | Sms Siemag Ag | Ofen, insbesondere Tunnelofen, einer metallurgischen Anlage und Verfahren zur Messung von Temperaturen und Stoffkonzentrationen in der Ofenluft in dem Ofen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2255587B1 (de) | 1980-03-21 |
| FR2255587A1 (de) | 1975-07-18 |
| GB1497041A (en) | 1978-01-05 |
| JPS5098882A (de) | 1975-08-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8141 | Disposal/no request for examination |