DE2620918C2 - Mit einer Ionisationskammer und einer Auswerteelektronik bestückter Meßkopf für Dickenmeßgeräte - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen mit einer Ionisationskammer für den Empfang radioaktiver Strahlung sowie einer Auswerteelektronik bestückten Meßkopf für Dickenmeßgeräte, der ein im Querschnitt viereckiges Gehäuse mit Wasserkühlung umfaßt.

Gekühlte Meßköpfe sind vor allem erforderlich beim Einsatz in Metallwalzwerken, bei Gummikalandern, aber auch in der Papierindustrie. Die Kühlung ist notwendig, weil die Ionisationskammern zum Erhalt reproduzierbarer Meßergebnisse vor starkem Temperaturanstieg geschützt werden müssen. Das gleiche gilt für die im Meßkopf untergebrachte und mit Halbleiterelementen bestückte Auswerteelektronik.

Zur Kühlung derartiger Meßköpfe ist es bekannt, die Wandung des Meßkopfes doppelwandig auszuführen und in den Zwischenraum Kühlwasser einzuleiten. Diese Mantelkühlung hat jedoch verschiedene Nachteile. Es kann nur ein relativ niedriger Wasserdruck bis etwa 0,3 bar verwendet werden, da bei höherem Wasserdruck leicht eine Wandaufbauchung eintreten kann, die ein 5" Herausnehmen des Meßkopfes aus seiner Halterung erschwert oder unmöglich macht. Dadurch ist die Durchflußmenge pro Zeiteinheit und damit der Kühleffekt begrenzt. Es ist keine definierte Wasserführung möglich. Dies wirkt sich besondeis nachteilig aus, wenn der Meßkopf in verschiedenen Einbaulagen verwendet werden soll. Wegen des geringen zulässigen Wasserdruckes ist zudem ein Druckreduzierventil erforderlich und es muß ein Sicherheitsventil vorgesehen werden. Auch ist eine Reinigung des Inneren des Kühlmantels sehr schwierig.

Es ist auch bekannt, die Kühlung des Meßkopfes durch Kühlschlangen vorzunehmen, welche um das Gehäuse gelegt sind. Dies ist ebenfalls nachteilig. Durch die relativ großen Biegeradien der Kühlrohre läßt sich dieses Kühlsystem in der Praxis nur bei relativ grjßen Meßköpten anwenden. Die Verwendung derariigcr Kühlschlangen steht daher der wünschenswerten Verkleinerung derartiger Meßköpfe entgegen. Durch die Kühlschlangen ist zudem nur eine Linieiiberührung am zu kühlenden Körper und damit ein begrenzter Kühieffekt möglich.

Von besonderem Nachteil ist aber bei beiden Ausführungen, daß zweierlei Meßköpfe gefertigt werden oder vorrätig gehalten werden müssen, nämlich Meßköpfe mit und ohne Kühlung. Oder es müssen in jedem Falle Meßköpfe mit Kühlung verwendet werden, welch letztere nicht angeschlossen wird, wenn der Einsatzort dies nicht erfordert

Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden.

Erfindungsggemäß ist der neue Meßkopf dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwandungen des Gehäuses bezüglich Materialart und Materialstärke gut wärmeleitend ausgebildet sind und daß zwei einander gegenüberliegenden Wandungsaußenseiten plattenförmige, aufschraubbare Kühlelemente zugeordnet sind, welche mit mäanderförmigen oder in Form einer bifilaren Spirale ausgebildeten Kühlwasserkanälen versehen sind. Durch die Verwendung separater, aufscbraubbarer Kühlelemente der genannten Art läßt sich ein und derselbe Meßkopf je nach Einsatzort entweder mit oder ohne Kühlelemente verwenden. Dies bedeutet tine Rationalisierung, insbesondere auch bei der Lagerhaltung. Die Kühlkanäle können dabei an sich in beliebiger Weise in den Kühlelementen eingearbeitet sein, etwa durch plattenförmige Wandungsteile, die von beiden Seiten auf Wasserführungsstege aufgeschraubt sind.

Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Kühlelemente ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkörper aus massivem Material mit darin eingearbeiteten, für das Kühlmittel bestimmten Parallelbohrungen entstehen, welche an ihren Enden mit Verschlußplatten verschlossen sind, wobei durch Materialaussparungen zwischen den Bohrungsenden ein mäanderförmiger Kühlmittelkanal gebildet ist. Diese Ausbildung hat den Vorteil besonderer Kostengünstigkeit, insbesondere wenn, was hier möglich ist, die Kühlelemente als Aluminiumgußkörper ausgebildet sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt

Fi g. 1 den erfindungsgemäßen Meßkopf in Perspektivansicht,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch das Kühleelement in besonders vorteilhafter Ausführung,

Fig.3 einen Querschnitt gemäß Linie III —III aus Fig. 2.

Gemäß Fig. 1 enthält der Meßkopf 1 mit den hier sichtbaren Seitenwänden 2 und 3 im Innern die Ionisationskammer 4 und den Elektronikblock 5. Unten ist der Meßkopf abgeschlossen durch eine Bodenplatte 6, welche mit den Wandungen verlötet ist. Die Oberseite des Meßkopfes ist abgedeckt durch die Deckplatte 7. Auf letzterer ist eine Vielfachanschlußdose 8 für elektrische Verbindungen zum Elektronikblock 5 befestigt.

Die Deckplatte 7 ist über Schrauben 9 befestigt an Leisten 10, welche auf gegenüberliegenden Wandungsseiteo des Meßkopfes, also auch der Wandung 2 aufgelötet sind.

Auf den Leisten 10 sind auch die Kühlelemente 11 mit den Schrauben 12 befestigt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß di£ Kühiclcrncntc Jl mit cmc" bestimmten Druck an die zugehörigen Seitenwandun-

gen angedrückt werden. Rohrstutzen 13 dienen zur Zu- bzw. Ableitung des Kühlwassers.

Gemäß Fig.2 ist der Kühlkörper 11 mit parallelen Längsbohrungen 14,15, 16 und 17 versehen. Bei 18, 19 und 20 sind die dazwischenliegenden Materialstege ausgespart. Nach oben und unten wird das Kühlelement verschlossen durch Verschlußplatten 21, 22. Unter Zwischenlage von Dichtungen 23, 24 werden die Verschlußplatten 21 und 22 durch Schrauben 25, 26 auf dem Körper 11 befestigt Damit ist ein mäanderförmiger Kühlmittelkanal gebildet. Dieser beginnt bei dem Pfeil 27 und verlauf? über die Räume 17, 18, 16, 19,15, 20,14 zum Auslaßpfeil 28.

Der KühleffeJ.t wird wie folgt erzeugt:

Auf die Kühlelemente 11 einstrahlende Wärme wird von den Kühlelementen direkt abgeführt. Auf die freien Wandungen einstrahlende Wärme wird dank der guten Wärmeleitfähigkeit der Wandungen zu den Kühlelementen geleitet und dort von letzteren abgeführt. Eine Temperaturdifferenz von nur 3...4°C ist dabei ohne Schwierigkeiten erreichbat und in der Praxis ausreichend.

Wie ersichtlich, ist der Kühlmittelkanal in einem massiven Metallblock untergebracht. Damit ist eine Druckfestigkeit gegeben, welche den unmittelbaren Anschluß an eine übliche Wasserleitung ermöglicht. Dadurch wird ein maximaler Kühleffekt erreicht. Irgendwelche Druckminderer oder Sicherheitsventiie sind daher entbehrlich. Weiterhin ist eine definierte Kühlwasserführung ermöglicht. Diese ist unabhängig von der jeweiligen Einbaulage des Meßkopfes. Wie leicht einsehbar, sind die Kühlmittelkanäle auch leicht zu reinigen; denn hierzu brauchen lediglich die Verschlußplatten 21 und 22 abgeschraubt zu werden. Schließlich sind die Kühlelemente sehr raumsparend.

Die gezeigten Kühlelemente selbst können auf verschiedene Weise hergestellt werden, etwa durch Bohren und Fräsen eines massiven Werkstückes. Dies ist nicht aufwendig. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Kühlelemente als Aluminiumgußkörper ausgebildet sind.

Die Stärke der Seitenwandungen 2 und 3 richtet sich nach der Größe des Meßkopfes an sich. Als Materia; kann Kupfer, Messing, Aluminium oder jedes andere, gut wärmeleitende Material verwendet werden. Für ein Meßkopfvolumen von 2 Litern hat sich bei Verwendung von Messing als Wandmaterial eine Wanddicke von 2 mm als ausreichend und optimal erwiesen.

H Tzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Mit einer Ionisationskammer und einer Auswerteelektronik bestückter Meßkopf für Dikkenmeßgeräte, umfassend ein im Querschnitt vierekkiges Gehäuse mit Wasserkühlung, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwandungen (2,

   3) des Gehäuses bezüglich Materialart und Materialstarke gut wärmeleitend ausgebildet sind und daß zwei einander gegenüberliegenden Wandungsaußenseiten plattenförmige, aufschraubbare Kühlelemente (11) zugeordnet sind, welche mit mäanderförmigen oder in Form einer bifilaren Spirale ausgebildeten Kühlwasserkanälen versehen sind.

   2. Meßkopf nach Anspruch 1 mit mäanderförmigen Kühlkanälen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlelemente aus massivem Material mit darin eingearbeiteten, für das Kühlelement bestimmten Parallelbohrungen (14, 15, 16, 17) bestehen, welche an ihren Enden mit Verschlußplatten (21, 22) verschlossen sind, wobei durch Materialaussparungen (18, 19, 20) zwischen den Bohrungsenden ein mäanderförmiger Kühlmittelkanal gebildet ist.

   3. Meßkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlelemente (11) als Aluminiumgußkörper ausgebildet sind.