DE29801910U1 - Thermocouple and non-contact measuring device - Google Patents
Thermocouple and non-contact measuring deviceInfo
- Publication number
- DE29801910U1 DE29801910U1 DE29801910U DE29801910U DE29801910U1 DE 29801910 U1 DE29801910 U1 DE 29801910U1 DE 29801910 U DE29801910 U DE 29801910U DE 29801910 U DE29801910 U DE 29801910U DE 29801910 U1 DE29801910 U1 DE 29801910U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- thermocouple
- contactable
- peripheral section
- measuring device
- legs
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 25
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 8
- 229910001006 Constantan Inorganic materials 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
- G01K13/04—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving solid bodies
- G01K13/08—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving solid bodies in rotary movement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/12—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
- F16C17/24—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with devices affected by abnormal or undesired positions, e.g. for preventing overheating, for safety
- F16C17/243—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with devices affected by abnormal or undesired positions, e.g. for preventing overheating, for safety related to temperature and heat, e.g. for preventing overheating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C9/00—Bearings for crankshafts or connecting-rods; Attachment of connecting-rods
- F16C9/04—Connecting-rod bearings; Attachments thereof
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
- G01K7/08—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples the object to be measured forming one of the thermoelectric materials, e.g. pointed type
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/22—Internal combustion engines
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
Description
• ··
Stuttgart, 26.01.1998 Gml461 Rk/paStuttgart, 26.01.1998 Gml461 Rk/pa
Anmelder:Applicant:
Dr. E. Horn GmbH
Messgerätefabrik
Im Vogelsang 1
D-71101 SchönaichDr. E. Horn GmbH
Measuring instrument factory
In Vogelsang 1
D-71101 Schoenaich
Vertreter:Representative:
Patentanwälte
Kohler Schmid + Partner
Ruppmannstraße 2 7
D-70565 StuttgartPatent attorneys
Kohler Schmid + Partner
Ruppmannstrasse 2 7
D-70565 Stuttgart
Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt ein Thermoelement mit zwei einenends aneinander angrenzenden Thermoschenkeln.In a first aspect, the present invention relates to a thermocouple with two thermocouple legs adjacent to one another at one end.
Hat in einem aus verschiedenen Metallen zusammengesetzten Leiterkreis auch nur eine Berührstelle eine andere Temperatur als die übrigen Teile des Stromkreises, so entsteht in ihm eine von der Temperaturdifferenz abhängige elektromotorische Kraft (EMK), die einen elektrischen Strom hervorruft.If in a conductor circuit composed of different metals even one contact point has a different temperature than the other parts of the circuit, an electromotive force (EMF) is created in it, which depends on the temperature difference and causes an electric current.
Bekannte Thermoelemente bestehen daher aus zwei Leitern aus verschiedenen Werkstoffen (einem Thermopaar), die an dem einen Ende zu einer Hauptlötstelle vereinigt sind, am anderenKnown thermocouples therefore consist of two conductors made of different materials (a thermocouple), which are joined at one end to form a main soldering point and at the other
entweder unmittelbar zu einem vom Thermoelement getrennten Meßgerät führen oder zu einer Nebenlötstelle ausgebildet sind, die auf einer konstanten Temperatur, meist 0 0C, gehalten wird. Auch im letzteren Fall wird die zwischen Haupt- und Nebenlötstelle auftretende Thermospannung mit Hilfe eines zwischengeschalteten Meßgeräts gemessen. Die einzelnen Leiter eines Thermopaars werden als Thermoschenkel bezeichnet und bestehen meist aus runden Drähten von 0,1-3 mm Dikke. Am häufigsten werden als Thermopaare Fe-Konstantan, NiCr-Ni und PtRh-Pt verwendet, wobei Konstantan eine aus etwa 53% Cu, 45% Ni, etwas Mn, Al und Si zusammengesetzte Legierung ist.either lead directly to a measuring device separate from the thermocouple or are designed as a secondary soldering point that is kept at a constant temperature, usually 0 0 C. In the latter case, the thermoelectric voltage occurring between the main and secondary soldering points is also measured using an intermediate measuring device. The individual conductors of a thermocouple are called thermolegs and usually consist of round wires 0.1-3 mm thick. The most commonly used thermocouples are Fe-constantan, NiCr-Ni and PtRh-Pt, with constantan being an alloy composed of around 53% Cu, 45% Ni, some Mn, Al and Si.
Um mit diesen bekannten Thermoelementen die Temperatur eines sich insbesondere periodisch bewegenden Teils von außen abfragen zu können, wird ein solches Thermoelement an dem Teil angebracht und die zwischen seinen beiden Thermoschenkeln wirkende Thermospannung nach außen geleitet. Damit die dazu erforderlichen elektrischen Leitungen die Bewegung des Teils nicht zu sehr einschränken, sind oft, insbesondere bei rotierenden Teilen, komplizierte und aufwendige elektrische Verbindungen erforderlich.In order to be able to use these known thermocouples to query the temperature of a part, particularly one that moves periodically, from the outside, such a thermocouple is attached to the part and the thermoelectric voltage acting between its two thermocouple legs is conducted outwards. In order to ensure that the electrical cables required for this do not restrict the movement of the part too much, complicated and complex electrical connections are often required, especially for rotating parts.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Thermoelement der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß seine gemessene Temperaturinformation auf möglichst einfache Weise berührungslos nach außen weitergegeben werden kann.It is therefore the object of the present invention to further develop a thermocouple of the type mentioned at the outset in such a way that its measured temperature information can be transmitted to the outside in the simplest possible manner without contact.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Thermoschenkel auch anderenends, einen geschlossenen elektrischen Stromkreis bildend, aneinander angrenzen und daß am Thermoelement ein thermisch kontaktierbarer Umfangs-This object is achieved according to the invention in that the two thermocouple legs also adjoin each other at the other end, forming a closed electrical circuit, and in that a thermally contactable circumferential
abschnitt vorgesehen ist, wobei die Wärmeleitwiderstände, welche jeweils insgesamt zwischen dem Umfangsabschnitt und den beiden, durch die beiden Thermoschenkel gebildeten Grenzflächen wirken, unterschiedlich sind.section is provided, wherein the thermal resistances, which act in total between the peripheral section and the two interfaces formed by the two thermo-legs, are different.
Wenn über den kontaktierten Umfangsabschnitt ein Wärmezufluß oder -abfluß auf das bzw. von dem erfindungsgemäßen Thermoelement stattfindet, erwärmen sich aufgrund der verschiedenen Wärmeleitwiderstände die beiden Grenzflächen (Lötstellen) unterschiedlich schnell bzw. kühlen unterschiedlich schnell ab. Dies führt zu unterschiedlich hohen, jeweils über eine Grenzfläche fließenden Strömen und damit zu einem im Thermoelement insgesamt fließenden Ringstrom, dessen Magnetfeld von außen berührungslos nachweisbar ist. Wenn sich beide Grenzflächen auf gleicher Temperatur befinden, fließt kein Strom im Thermoelement. Je größer die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Grenzflächen, desto größer sind der Ringstrom und sein Magnetfeld, so daß die Stärke des Magnetfelds ein Maß für die Temperaturdifferenz zwischen beiden Grenzflächen darstellt.If heat flows in or out of the thermocouple according to the invention via the contacted peripheral section, the two interfaces (soldering points) heat up or cool down at different rates due to the different thermal resistances. This leads to currents of different magnitudes flowing across an interface and thus to a ring current flowing in the thermocouple as a whole, the magnetic field of which can be detected from the outside without contact. If both interfaces are at the same temperature, no current flows in the thermocouple. The greater the temperature difference between the two interfaces, the greater the ring current and its magnetic field, so that the strength of the magnetic field is a measure of the temperature difference between the two interfaces.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die thermisch wirksamen Abstände zwischen dem kontaktierbaren Umfangsabschnitt und den beiden Grenzflächen jeweils unterschiedlich lang. Mit dieser Ausführungsform kann insbesondere auch dann, wenn die Werkstoffe beider Thermoschenkel eine etwa gleich große Wärmeleitfähigkeit aufweisen, dennoch eine unterschiedlich schnelle Erwärmung bzw. Abkühlung der beiden Grenzflächen sichergestellt werden.In a particularly preferred embodiment, the thermally effective distances between the contactable peripheral section and the two interfaces are each of different lengths. With this embodiment, even if the materials of both thermo-legs have approximately the same thermal conductivity, it is still possible to ensure that the two interfaces heat up or cool down at different speeds.
Bei besonders vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung ist der kontaktierbare Umfangsabschnitt nur an einem Thermoschenkel vorgesehen. Eine Temperaturänderung an dem kontak-In particularly advantageous embodiments of the invention, the contactable peripheral section is only provided on one thermo leg. A temperature change on the contactable
tierbaren Umfangsabschnitt breitet sich in diesem Thermoschenkel, z.B. aufgrund unterschiedlicher thermisch wirksamer Abstände, unterschiedlich schnell in Richtung auf die beiden Grenzflächen aus. Dabei sollte insbesondere dieser kontaktierbare Thermoschenkel aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet sein, damit eine Temperaturänderung möglichst schnell und verlustfrei an die Grenzflächen weitergeleitet werden kann.The heat in the contactable circumferential section spreads out in this thermal leg at different speeds towards the two interfaces, e.g. due to different thermally effective distances. In particular, this contactable thermal leg should be made of a material with high thermal conductivity so that a temperature change can be transmitted to the interfaces as quickly and as loss-free as possible.
Eine deutlich verzögerte Erwärmung und Abkühlung der beiden Grenzflächen kann bei einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform auch bei etwa gleich großen thermisch wirksamen Abständen dann erreicht werden, " wenn die Querschnittsfläche des den kontaktierbaren Umfangsabschnitt ausbildenden Thermoschenkels zu beiden Seiten des kontaktierbaren Umfangsabschnitts unterschiedlich groß ist. Eine nur auf einer der beiden Seiten des kontaktierbaren Umfangsabschnitts erfolgende Querschnittsverengung führt auf dieser Seite zu einem geringeren Wärmeleitwiderstand als auf seiner anderen Seite, d.h. zu unterschiedlichen Wärmeleitwiderständen auf beiden Seiten.In a preferred development of this embodiment, a significantly delayed heating and cooling of the two interfaces can also be achieved with approximately equal thermally effective distances if the cross-sectional area of the thermo leg forming the contactable peripheral section is of different sizes on both sides of the contactable peripheral section. A cross-sectional narrowing that occurs on only one of the two sides of the contactable peripheral section leads to a lower thermal resistance on this side than on the other side, i.e. to different thermal resistances on both sides.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Wärmeleitfähigkeit der beiden Thermoschenkel unterschiedlich ist. Während insbesondere der Thermoschenkel, der den kontaktierbaren Umfangsabschnitt ausbildet, aus den oben genannten Gründen möglichst aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet sein sollte, führt die geringe Wärmeleitfähigkeit des anderen Thermoschenkels dazu, daß sich innerhalb dieses anderen Thermoschenkels Wärme von der wärmeren Grenzfläche zur kälteren Grenzfläche nur langsam ausbreiten kann. Dadurch verzögert sich nach einer Temperaturänderung das Einstellen einer einheitlichen Tempera-A further preferred embodiment of the invention provides that the thermal conductivity of the two thermo-legs is different. While the thermo-leg in particular, which forms the contactable peripheral section, should be made of a material with high thermal conductivity for the reasons mentioned above, the low thermal conductivity of the other thermo-leg means that heat can only spread slowly from the warmer interface to the colder interface within this other thermo-leg. This delays the setting of a uniform temperature after a temperature change.
tür zwischen beiden Grenzflächen, so daß sich eine aufgetretene Temperaturänderung langer nachweisen läßt.door between the two interfaces, so that a temperature change that has occurred can be detected for a longer period.
Um eine Erwärmung am kontaktierbaren Umfangsabschnitt möglichst schnell und mit geringen thermischen Verlusten an eine oder an beide Grenzflächen weiterzuleiten, ist in vorteilhaften Ausführungsformen ein Thermoschenkel, insbesondere der zumindest größtenteils den kontaktierbaren Umfangsabschnitt bildende Thermoschenkel, aus Kupfer gebildet. Kupfer hat zudem den Vorteil der hohen elektrischen Leitfähigkeit, so daß bei Temperaturdifferenzen ein relativ hoher Strom im Thermoelement fließen kann.In order to transfer heating on the contactable peripheral section to one or both interfaces as quickly as possible and with minimal thermal losses, in advantageous embodiments a thermo leg, in particular the thermo leg that forms at least the majority of the contactable peripheral section, is made of copper. Copper also has the advantage of high electrical conductivity, so that a relatively high current can flow in the thermocouple when there are temperature differences.
Bevorzugt ist ein Thermoschenkel, insbesondere der den kontaktierbaren Umfangsabschnitt höchstens kleinstenteils ausbildende Thermoschenkel, aus Konstantan gebildet. Konstantan ist eine wenig temperaturempfindliche Widerstandslegierung, die bei bekannten Thermopaaren in Verbindung mit einem Fe- oder Ni-Thermoschenkel Verwendung findet. Wegen seiner großen Thermo-EMK gegen Kupfer (-4 mV/100 0C) ist für das erfindungsgemäße Thermoelement die Kombination Kupfer-Konstantan, insbesondere auch aus Kostengründen, besonders geeignet .Preferably, a thermocouple leg, in particular the thermocouple leg that forms the contactable peripheral section at most in a very small part, is made of constantan. Constantan is a resistance alloy that is not very sensitive to temperature and is used in known thermocouples in conjunction with an Fe or Ni thermocouple leg. Due to its large thermo-EMF against copper (-4 mV/100 0 C), the combination of copper and constantan is particularly suitable for the thermocouple according to the invention, in particular for cost reasons.
Aber auch andere Kombinationen von Werkstoffen, wie sie beispielsweise bei an sich bekannten Thermopaaren bekannt sind, können beim erfindungsgemäßen Thermoelement eingesetzt werden. However, other combinations of materials, such as those known for thermocouples, can also be used in the thermocouple according to the invention.
Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt auch eine Vorrichtung zur Messung einer Information über die Temperatur eines von zwei relativ aneinander vorbeibewegter TeileIn a further aspect, the invention also relates to a device for measuring information about the temperature of two parts moving past each other in relative proximity
und zur Weitergabe dieser Temperaturinformation an das andere Teil.and to pass this temperature information on to the other part.
Die oben genannte Aufgabe wird bei einer solchen Vorrichtung gelöst durch ein an dem einen Teil vorgesehenes, über seinen kontaktierbaren Umfangsabschnitt in thermischem Kontakt mit diesem Teil stehendes Thermoelement, wie es oben beschrieben ist, und durch eine am zweiten Teil im Bereich der relativen Bewegungsbahn des ersten Teils vorgesehene Magnetfeld-Meßeinrichtung. The above-mentioned object is achieved in such a device by a thermocouple provided on one part and in thermal contact with this part via its contactable peripheral section, as described above, and by a magnetic field measuring device provided on the second part in the region of the relative movement path of the first part.
Eine Temperaturänderung in dem einen Teil wird an das Thermoelement über dessen Umfangsabschnitt und damit zu dessen Grenzflächen weitergeleitet. Bei jedem Vorbeibewegen des einen Teils an der Magnetfeld-Meßeinrichtung wird, sofern an den beiden Grenzflächen unterschiedliche Temperaturen herrschen, in der Magnetfeld-Meßeinrichtung durch das das Thermoelement umgebende Magnetfeld ein Signal erzeugt, dessen Größe ein Maß für die im Thermoelement herrschende Differenztemperatur darstellt.A temperature change in one part is transmitted to the thermocouple via its peripheral section and thus to its boundary surfaces. Each time one part moves past the magnetic field measuring device, provided that different temperatures prevail at the two boundary surfaces, a signal is generated in the magnetic field measuring device by the magnetic field surrounding the thermocouple, the size of which represents a measure of the difference in temperature prevailing in the thermocouple.
Bei bevorzugten Ausführungsformen kann das Thermoelement, zumindest teilweise, in Richtung auf die Magnetfeld-Meßeinrichtung vorstehen, so daß insbesondere der störende Einfluß von Magnetfeldern, wie sie z.B. durch den im Thermoelement auch in entgegengesetzter Richtung fließenden Ringstrom erzeugt werden, klein gehalten werden können.In preferred embodiments, the thermocouple can protrude, at least partially, in the direction of the magnetic field measuring device, so that in particular the disruptive influence of magnetic fields, such as those generated by the ring current flowing in the thermocouple in the opposite direction, can be kept small.
Beim Vorbeibewegen des Thermoelements an der Magnetfeld-Meßeinrichtung wird in dieser ein Strom induziert. Um dabei eine möglichst hohe Meßempfindlichkeit erreichen zu können, ist die Magnetfeld-Meßeinrichtung bei ganz besonders bevorzugten Ausführungsformen als eine Hallsonde ausgebildet.When the thermocouple moves past the magnetic field measuring device, a current is induced in it. In order to achieve the highest possible measurement sensitivity, the magnetic field measuring device is designed as a Hall probe in particularly preferred embodiments.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung sieht vor, das Thermoelement an einem bewegten Lager, insbesondere an einem Pleuel- oder Kurbelwellenlager eines Motors, vorzusehen, um Informationen über Lagertemperaturänderungen berührungslos an die Magnetfeld-Meßeinrichtung weiterzugeben.A further embodiment of the measuring device according to the invention provides for the thermocouple to be provided on a moving bearing, in particular on a connecting rod or crankshaft bearing of an engine, in order to pass on information about bearing temperature changes to the magnetic field measuring device without contact.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further advantages of the invention emerge from the description and the drawing. Likewise, the features mentioned above and those listed below can be used individually or in combination in any combination. The embodiments shown and described are not to be understood as an exhaustive list, but rather are exemplary in nature for the description of the invention.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Meßvorrichtung mit einem Thermoelement und einer Magnetfeld-Meßeinrichtung; undFig. 1 shows a measuring device according to the invention with a thermocouple and a magnetic field measuring device; and
Fig. 2 ein Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemäße Meßvorrichtung zur Überwachung der Temperatur eines Pleuellagers.Fig. 2 shows an application example for the measuring device according to the invention for monitoring the temperature of a connecting rod bearing.
Die in Fig. 1 mit 1 bezeichnete Meßvorrichtung umfaßt ein Thermoelement 2 und eine Magnetfeld-Meßeinrichtung in Form einer Hallsonde 3. Das Thermoelement 2 ist, radial nach außen vorstehend, an einem um eine Drehachse 4 rotierenden Maschinenteil 5 angebracht, während die Hallsonde 3 ortsfestThe measuring device designated 1 in Fig. 1 comprises a thermocouple 2 and a magnetic field measuring device in the form of a Hall probe 3. The thermocouple 2 is attached, protruding radially outwards, to a machine part 5 rotating about a rotation axis 4, while the Hall probe 3 is fixed
an einem zweiten Maschinenteil 6 nahe der Bewegungsbahn des mitrotierenden Thermoelements 2 vorgesehen ist.on a second machine part 6 close to the path of movement of the co-rotating thermocouple 2.
Das ringförmig ausgebildete Thermoelement 2 umfaßt zwei Thermoschenkel 7, 8 aus Kupfer bzw. aus Konstantan, die jeweils beidenends, einen in sich geschlossenen elektrischen Stromkreis bildend, aneinander angrenzen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Querschnittsfläche der beiden Thermoschenkel 7, 8 gleich und beträgt ca. 10 mm2.The ring-shaped thermocouple 2 comprises two thermocouple legs 7, 8 made of copper or constantan, which adjoin each other at both ends, forming a self-contained electrical circuit. In the embodiment shown, the cross-sectional area of the two thermocouple legs 7, 8 is the same and amounts to approximately 10 mm 2 .
Der Thermoschenkel 7 aus Kupfer weist einen thermisch kontaktierbaren Umfangsabschnitt 9 auf, der in thermischem Kontakt mit dem ersten Maschinenteil 5 steht. Im Ausführungsbeispiel dient dieser Umfangsabschnitt 9 auch der Befestigung am ersten Maschinenteil 5 mit Hilfe von Befestigungsmitteln (Schrauben 10).The thermal leg 7 made of copper has a thermally contactable circumferential section 9, which is in thermal contact with the first machine part 5. In the exemplary embodiment, this circumferential section 9 also serves for fastening to the first machine part 5 with the aid of fastening means (screws 10).
Die durch die aneinander grenzenden Thermoschenkel 7, 8 gebildeten Grenzflächen 11, 12 sind in unterschiedlichem thermisch wirksamen Abstand vom kontaktierbaren Umfangsabschnitt 9 vorgesehen. Wenn sich nun die Temperatur des rotierenden Maschinenteils 5 erhöht, so erwärmt sich mit dem Umfangsabschnitt 9 auch der Thermoschenkel 7. Dessen Temperaturerhöhung wird an die dem Umfangsabschnitt 9 nähere Grenzfläche 11 schneller weitergeleitet als an die andere Grenzfläche 12. Durch diese an den beiden Grenzflächen 11, 12 auftretende Temperaturdifferenz durchfließt das Thermoelement 2 insgesamt ein Ringstrom I, der von einem Magnetfeld B umgeben ist. Jedesmal wenn sich das Thermoelement 2 nahe an der Hallsonde 3 vorbeibewegt, wird darin durch das das Thermoelement 2 umgebende Magnetfeld B ein Signal erzeugt, dessen Größe ein Maß für die im Thermoelement 2 herrschende Diffe-The interfaces 11, 12 formed by the adjacent thermocouple legs 7, 8 are provided at different thermally effective distances from the contactable peripheral section 9. If the temperature of the rotating machine part 5 increases, the thermocouple leg 7 also heats up along with the peripheral section 9. Its temperature increase is passed on to the interface 11 closer to the peripheral section 9 more quickly than to the other interface 12. Due to this temperature difference occurring at the two interfaces 11, 12, a ring current I flows through the thermocouple 2, which is surrounded by a magnetic field B. Every time the thermocouple 2 moves close to the Hall probe 3, a signal is generated in it by the magnetic field B surrounding the thermocouple 2, the size of which is a measure of the difference prevailing in the thermocouple 2.
renztemperatur und für die am ersten Maschinenteil 5 aufgetretene Temperaturänderung ist.limit temperature and for the temperature change occurring at the first machine part 5.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 dient die beschriebene Meßvorrichtung der Überwachung der Temperatur des Lagers 13 einer an einer Pleuelstange 14 gelagerten Kurbelwelle 15 in einem Motor. Dazu ist das Thermoelement 2 an der sich in Pfeilrichtung 16 drehenden Pleuelstange 14 im Bereich des Lagers 13 und die Hallsonde 3 ortsfest innen am Motorgehäuse 17 nahe der Bewegungsbahn des Thermoelements 2 vorgesehen. Eine Temperaturerhöhung am Lager 13 führt, wie oben beschrieben, zu einem das Thermoelement 2 umgebenden Magnetfeld, das durch die Hallsonde 3 nachgewiesen werden kann und dessen Größe Rückschlüsse über Temperaturänderungen am Lager 13 ermöglicht.In the embodiment of Fig. 2, the measuring device described is used to monitor the temperature of the bearing 13 of a crankshaft 15 mounted on a connecting rod 14 in an engine. For this purpose, the thermocouple 2 is provided on the connecting rod 14 rotating in the direction of the arrow 16 in the area of the bearing 13 and the Hall probe 3 is fixed inside the engine housing 17 close to the path of movement of the thermocouple 2. As described above, an increase in temperature at the bearing 13 leads to a magnetic field surrounding the thermocouple 2, which can be detected by the Hall probe 3 and the size of which enables conclusions to be drawn about temperature changes at the bearing 13.
Claims (12)
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29801910U DE29801910U1 (en) | 1998-02-05 | 1998-02-05 | Thermocouple and non-contact measuring device |
| DE29820623U DE29820623U1 (en) | 1998-02-05 | 1998-11-19 | Thermocouple and measuring device for non-contact temperature measurement on moving parts |
| EP99911584A EP1056994B1 (en) | 1998-02-05 | 1999-02-05 | Thermoelement and device for contactless measuring temperature on moving machine parts |
| DE59900182T DE59900182D1 (en) | 1998-02-05 | 1999-02-05 | THERMOCOUPLE AND MEASURING DEVICE FOR CONTACTLESS TEMPERATURE MEASUREMENT ON MOVING MACHINE PARTS |
| PCT/DE1999/000322 WO1999040401A1 (en) | 1998-02-05 | 1999-02-05 | Thermoelement and device for contactless measuring temperature on moving machine parts |
| KR1020007008445A KR20010040576A (en) | 1998-02-05 | 1999-02-05 | Thermoelement and device for contactless measuring temperature on moving machine parts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29801910U DE29801910U1 (en) | 1998-02-05 | 1998-02-05 | Thermocouple and non-contact measuring device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29801910U1 true DE29801910U1 (en) | 1998-04-02 |
Family
ID=8052205
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29801910U Expired - Lifetime DE29801910U1 (en) | 1998-02-05 | 1998-02-05 | Thermocouple and non-contact measuring device |
| DE29820623U Expired - Lifetime DE29820623U1 (en) | 1998-02-05 | 1998-11-19 | Thermocouple and measuring device for non-contact temperature measurement on moving parts |
| DE59900182T Expired - Lifetime DE59900182D1 (en) | 1998-02-05 | 1999-02-05 | THERMOCOUPLE AND MEASURING DEVICE FOR CONTACTLESS TEMPERATURE MEASUREMENT ON MOVING MACHINE PARTS |
Family Applications After (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29820623U Expired - Lifetime DE29820623U1 (en) | 1998-02-05 | 1998-11-19 | Thermocouple and measuring device for non-contact temperature measurement on moving parts |
| DE59900182T Expired - Lifetime DE59900182D1 (en) | 1998-02-05 | 1999-02-05 | THERMOCOUPLE AND MEASURING DEVICE FOR CONTACTLESS TEMPERATURE MEASUREMENT ON MOVING MACHINE PARTS |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20010040576A (en) |
| DE (3) | DE29801910U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1162441A1 (en) * | 2000-06-07 | 2001-12-12 | Wärtsilä Technology Oy AB | Apparatus for and method of monitoring temperature in connection with a combustion engine |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102012107663B3 (en) * | 2012-08-21 | 2013-11-14 | Institut Für Verbundwerkstoffe Gmbh | Slidable contact element such as slide bearing has pads that are arranged apart from each other by sliding contact portion, and voltage measurement device that is provided for measuring electric voltage between pads |
| FI20175819A1 (en) * | 2017-09-15 | 2019-03-16 | Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto | A heat-flux sensor |
| DE102018101179B3 (en) | 2018-01-19 | 2019-02-14 | Heinzmann Gmbh & Co. Kg | Method and device for monitoring a temperature at at least one bearing |
| DE102019207995A1 (en) * | 2019-05-31 | 2020-12-03 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Monitoring device and method for a sliding bearing and a gas turbine engine with a monitoring device |
| DE102020100798A1 (en) * | 2020-01-15 | 2021-07-15 | Noris Automation Gmbh | Arrangement for non-contact magnetic temperature measurement on a moving or temporarily non-moving or fixed machine component, method for calibrating such an arrangement and method for performing non-contact magnetic temperature measurement on a moving, temporarily non-moving or fixed machine component |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1068599A (en) | 1963-10-16 | 1967-05-10 | Schmidt Gmbh Karl | An electrical measuring system for performing measurements on a moving body |
| DE2136809C3 (en) | 1971-07-23 | 1973-12-13 | Siemens Ag, 1000 Berlin U. 8000 Muenchen | Device for monitoring the temperature of moving machine parts |
| DE4021736A1 (en) | 1990-06-01 | 1991-12-05 | Fichtel & Sachs Ag | Temp. measuring monitor for friction clutch |
-
1998
- 1998-02-05 DE DE29801910U patent/DE29801910U1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-19 DE DE29820623U patent/DE29820623U1/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-02-05 DE DE59900182T patent/DE59900182D1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-02-05 KR KR1020007008445A patent/KR20010040576A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1068599A (en) | 1963-10-16 | 1967-05-10 | Schmidt Gmbh Karl | An electrical measuring system for performing measurements on a moving body |
| DE2136809C3 (en) | 1971-07-23 | 1973-12-13 | Siemens Ag, 1000 Berlin U. 8000 Muenchen | Device for monitoring the temperature of moving machine parts |
| DE4021736A1 (en) | 1990-06-01 | 1991-12-05 | Fichtel & Sachs Ag | Temp. measuring monitor for friction clutch |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1162441A1 (en) * | 2000-06-07 | 2001-12-12 | Wärtsilä Technology Oy AB | Apparatus for and method of monitoring temperature in connection with a combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE59900182D1 (en) | 2001-09-06 |
| KR20010040576A (en) | 2001-05-15 |
| DE29820623U1 (en) | 1999-02-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102011009268B4 (en) | Calorimeter with differential scanning | |
| DE3879961T2 (en) | FLOWMETER. | |
| DE68922068T2 (en) | Device and method for controlling the opening and closing of a liquid channel. | |
| EP0210509A1 (en) | Method for measuring the properties of a fluid, and sensor element for carrying out this method | |
| DE3914699A1 (en) | TEMPERATURE-CONDUCTING CARRIER FOR SMALL OBJECTS, SEMICONDUCTOR COMPONENTS, AND METHOD FOR THERMAL CONTROL WITH USE OF THIS CARRIER | |
| DE102010009835A1 (en) | Electronic component, in particular current sensor | |
| EP0141348B1 (en) | Method and apparatus for monitoring a lubricating arrangement | |
| DE29801910U1 (en) | Thermocouple and non-contact measuring device | |
| DE2938086C2 (en) | Temperature sensor for determining the coolant temperature in liquid-cooled transformers | |
| DE2263469C3 (en) | Temperature measuring device | |
| EP1056994B1 (en) | Thermoelement and device for contactless measuring temperature on moving machine parts | |
| DE4021736C2 (en) | Device for measuring the temperature of moving parts | |
| DE4314364A1 (en) | Thermal flow sensor with reduced errors in measurement - comprising heat sensitive electrical resistance, holder, bridge circuit, and control switch | |
| DE102018101179B3 (en) | Method and device for monitoring a temperature at at least one bearing | |
| DE19756069C1 (en) | Differential thermal analysis device | |
| DE3234894A1 (en) | FLOW MEASURING DEVICE | |
| DE1945343B2 (en) | ARRANGEMENT FOR THE OPERATIONAL MONITORING OF AN ELECTRICAL MACHINE | |
| DE19941901A1 (en) | Tubular heating element with NTC / PTC protection | |
| DE102016223548A1 (en) | Simultaneous precision method for measuring thermoelectric properties and contact resistance | |
| DE845361C (en) | Device for regulating the speed of rotating electrical machines | |
| DE1914687A1 (en) | Circuit breaker and process for its manufacture | |
| DE102010038104B4 (en) | Universal thermal socket | |
| DE1923216A1 (en) | Control device for fluid circuits | |
| DE161223C (en) | ||
| DE2034146C3 (en) | Magnetothermal switch |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19980514 |
|
| R021 | Search request validly filed |
Effective date: 19981120 |
|
| R163 | Identified publications notified |
Effective date: 19990113 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20010405 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20040331 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20060316 |
|
| R071 | Expiry of right |