DE3224502A1 - Flexible messeinrichtung - Google Patents

Description

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Flexible Meßeinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßeinrichtung zur Messung physikalischer Größen an bewegten Meßobjekten.

Sollen physikalische Größen, u.a. Temperatur oder Druck, an bewegten Meßobjekten gemessen werden, so wandert eine geeignete Meßeinrichtung gemeinsam mit dem Meßobjekt durch den Prozeßraum, z.B. einen Pasteurisator, Sterilisator oder Ofen, und nimmt während des Durchlaufs Meßsignale von geeigneten Meßaufnehmern zur Weiterverarbeitung auf. Weiterverarbeitung heißt beispielsweise Verstärkung, Analog/Digital-Umwandlung oder Digital/Analog-Umwandlung, Signalspeicherung oder Weiterleitung durch Telemetrie ClJ.

Meßobjekt und Meßeinrichtung sind fallweise durch Signalleitungen zur Übertragung von Meß- und Steuersignalen, durch Versorgungsleitungen - z.B. zur Übertragung von Hilfsenergie für Aufnehmer oder Verstärker -, schließlich durch Meßgrößenleitungen verbunden. Beispiele für Meßgrößenleitungen sind Druckleitungen zur Übertragung der Meßgröße Druck in die Meßeinrichtung, um einen dort installierten Druckaufnehmer zu beaufschlagen. Diese verschiedenen Leitungen können außer den genannten Aufgaben zusätzlich die Aufgabe übernehmen, Meßobjekt und Meßeinrichtung mechanisch miteinander zu verbinden. Für diese Verbindung kann auch ein zusätzliches mechanisches Verbindungselement eingesetzt werden.
Beispiele für derartige Meßeinrichtungen gibt es insbesondere bei

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Durchlaufprozessen:

Brauindustrie Messung des zeitlichen Temperatur-

und Druckverlaufs in Bierflaschen während des Durchlaufs durch den Pasteurisator L2];

Lebensmittelindustrie: Messung des zeitlichen Temperatur-

und Druckverlaufs in Konservendosen während des_ Durchlaufs durch den Sterilisator [3];

Backindustrie Messung des zeitlichen Temperaturverlaufs in Brot während des Durchlaufs durch den Backofen;

Stahlindustrie Messung des zeitlichen Temperaturverlaufs in der Bramme während des Durchlaufs durch den Stoßofen LlI.

Die Mindestabmessungen des Prozeßraumes sind durch die technischen Erfordernisse des Prozesses und durch die Abmessung des Prozeßgutes, d.h. des Meßobjekts, bestimmt. Insbesondere aus Kostengründen wird der Prozeßraum im allgemeinen möglichst klein gehalten. Dabei sind nicht nur die Maße des Prozeßraumes, sondern die Abmessungen seiner Eintritts- und Austrittsöffnungen bzw. der Zuführung zum Prozeßraum und der Abführung hinter dem Prozeßraum wesentlich. Von entscheidender Bedeutung aber ist die Frage, ob das Meßobjekt auf einer geraden oder einer gekrümmten Bahn zum, in den und aus dem Prozeßraum geführt wird. Um dem Meßobjekt durch den Prozeßraum folgen zu können, muß der Aufbau der Meßeinrichtung den Raumverhältnissen des Prozeßraumes angepaßt werden.

Es ist bekannt, die Meßeinrichtung an die Raumverhältnisse durch Verkleinerung ihres Volumens anzupassen. Diese Verkleinerung kann z.B. durch Verwendung kleiner Bauteile, insbesondere von integrierten Schaltungen, und durch Erhöhung der Packungsdichte geschehen. Ihr ist aber allein durch das vorgegebene Volumen der Bauteile eine untere Grenze gesetzt.

Es ist ferner bekannt, bei einem vorgegebenen Volumen der Meßeinrichtung dieser eine günstige Gestalt zu geben. Ist lediglich die lichte Höhe der Bahn des Meßobjekts begrenzt, so wird die dem Meßobjekt folgende Meßeinrichtung flach ausgebildet. Das vorgegebene Volumen der Meßeinrichtung wird in diesem Falle durch entsprechende Vergrößerung seiner Breite und Länge gewonnen. Sind lichte Höhe und lichte Breite der Bahn und damit auch zulässige Höhe und Breite der Meßeinrichtung begrenzt, so kann das vorgegebene Volumen der Meßeinrichtung durch entsprechende Vergrößerung seiner Länge gewonnen werden. Bewegt sich das Meßobjekt '" auf einer geraden Bahn, so besteht für die zulässige Länge der ihm folgenden Meßeinrichtung keine Beschränkung.

Bild 1 zeigt als Beispiel eine geradlinige, durch Seitenwände 1 begrenzte Bahn, durch die das Meßobjekt 2 in Pfeilrichtung wandert. Der Abstand der Seitenwände ist b₁ . Man erkennt, daß eine Meßeinrichtung 3, sofern deren Querabmessung b₃ kleiner als b. ist, j dem Meßobjekt ungehindert folgen kann, unabhängig davon, wie groß ihre Länge I₃ ist. Wird die Bahn durch ein Rohr dargestellt, so tritt sinngemäß an die Stelle des Abstands b. dessen Durchmesser d. und an die Stelle der Querabmessung b₃ der Meßeinrichtung ihr Durchmesser d₃·

Bild 2 zeigt eine gekrümmte Bahn. Da die lichte Querabmessung, d.h. der Abstand b₁ ihrer Seitenwände 1 in der Krümmungsebene begrenzt ist, so klemmt eine Meßeinrichtung, deren Länge I₃ groß, ist, in der Krümmung an den Stellen K und bleibt stecken, auch wenn ihre Querabmessung b₃ kleiner ist als b^. ■

Die nachstehend beschriebene Erfindung beseitigt diesen Nachteil.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßeinrichtung zur Messung physikalischer Größen mit einem vorgegebenen Volumen so aufzubauen, daß sie einem Meßobjekt auf einer gekrümmten Bahn, deren lichte Weite in der Krümmungsebene begrenzt ist, folgen kann.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meßeinrichtung in wenigstens 2 Baugruppen aufgeteilt und in .

getrennten Gehäusen untergebracht wird, und diese Baugruppen miteinander durch flexible Versorgungs-, Signal- und Meßgrößenleitungen, fallweise zusätzlich durch weitere flexible Verbindungselemente verbunden sind.

Für den Fall, daß sich im Prozeßraum ein flüssiges Medium oder ein feuchtes Medium befindet, werden, um die Leitungen zu schützen, in einer weiteren Ausbildung der Erfindung diese Leitungen mit einem feuchtigkeitsdichten Oberzug versehen.

Für den gleichen Fall werden die Gehäuse, um die darin untergebrachten Baugruppen zu schützen, feuchtigkeits- und/oder druckdicht ausgeführt.

Zur besseren Abdichtung der Gehäuse und zum besseren Schutz der Leitungen werden in weiterer Ausbildung der Erfindung die Leitungen zwischen den Baugruppen in einem flexiblen Rohr, flexiblen Balg oder Schlauch verlegt, das bzw. der druckdicht an die Gehäuse angeschlossen ist.

Um besonders temperaturempfindliche Baugruppen, beispielsweise Verstärker, Stromversorgung oder Teile davon vor zu hohen Temperaturen zu schützen, werden diese Baugruppen in ihrem Gehäuse so untergebracht, daß zwischen Gehäuseinnenwand und Baugruppe wärme-.isolierendes Material angeordnet ist. Für die thermische Zeitkonstante T gilt:

T = R-C.

Dabei ist R der Wärmewiderstand zwischen Prozeßraum und Gehäusernnenraum und C die im Gehäuseinnenraum befindliche Wärmekapazität. Durch das wärmeisolierende Material wird der Wärmewiderstand R und damit die thermische Zeitkonstante vergrößert und der Temperaturanstieg im Gehäuse verzögert. Eine weitere Verzögerung des Temperatu

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anstiegs wird dadurch erreicht, daß im Gehäuse außer der Baugruppe zusätzlich warmespeicherndes Material untergebracht und damit die Wärmekapazität C vergrößert wird.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß an Meßobjekten, die während eines Prozesses auf gekrümmten Bahnen geführt werden, mit Hilfe einer dem Meßobjekt folgenden Meßeinrichtung gemessen werden kann. In der Konservenindustrie ermöglicht die Erfindung damit die Messung von Temperatur und Druck in Konservenbehältern, die während der Sterilisation z.B. in gekrümmten Rohren oder anderen gekrümmten Führungselementen geführt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur 3 dargestellt. Das Meßobjekt ist eine Konservendose 2, die während der Sterilisation in Richtung des eingezeichneten Pfeils durch ein gekrümmtes Rohr wandert und in der der zeitliche Temperaturverlauf gemessen werden soll. Die Meßeinrichtung ist in zwei Baugruppen, 3a und 3b, aufgeteilt, deren Gehäuse etwa die gleiche Form wie die Konservendose 2 haben. Von der Konservendose 2 führt ein Thermoelement 4 zur Baugruppe 3a. Baugruppe 3a und 3b sind durch ein flexibles Rohr 5, in dem Signal- und Versorgungsleitungen verlegt sind, verbunden. Um ein Eindringen von feuchter Luft, Dampf oder Wasser in die Meßeinrichtung zu verhindern, ist der Anschluß A des Rohres 5 an die Gehäuse der Baugruppen 3a und 3b und die Durchführung D des Thermoelements U durch die Wand des Gehäuses von Baugruppe 3a druckdicht ausgebildet.

Als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Figur M-ein Meßobjekt 2, dem eine aus drei Baugruppen 3a, 3b und 3c bestehende Meßeinrichtung folgt. Die Baugruppen sind in Gehäuse, deren Länge 1 nicht wesentlich größer ist als ihre Breite b, eingebaut. Auch hier sind die Gehäuse der Baugruppen wiederum durch flexible Rohre 5a, 5b, in denen Signal- und Versorgungsleitungen verlegt sind und die druckdicht an die Gehäuse angeschlossen sind, verbunden.

Literatur

[lj Emschermann, H.H.; Fuhrmann, B.; Huhnke, D.: Temperaturmessungen in Durchlaufofen mit dem EFH-Meßwertspeicherverfahren;
Gas Wärme International, Bd.28 (1979), Heft 6/7, S.411-415

^2j Emschermann, H.H.; Fuhrmann, B.; Huhnke, D.: Druck- und Temperaturmessung in Bierflaschen während der Durchlaufpasteurisation;
Brauwissenschaft 6, Jahrg.29, Juni 197 6, S.161-164.

Γ 3} Emschermann, H.H.; Fuhrmann, B.; Huhnke, D.: Druck- und Temperaturmessung in nach dem hydrostatischen Prinzip arbeitenden Durchlaufsterilisatoren; Die industrielle Obst- u.Gemüseverwertung, 61.Jahrg., Nr. 7, April 1976, S.177-179.

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Leerseite

Claims (3)

1. Flexible Meßeinrichtung Patentansprüche:

   Meßeinrichtung zur Messung physikalischer Größen, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung in wenigstens 2, iⁿ getrennten Gehäusen untergebrachte Baugruppen aufgeteilt ist, die fallweise durch flexible Versorgungs-, Signal-, oder Meßgrößenleitungen, fallweise zusätzlich durch weitere flexible Verbindungselemente verbunden sind.
2. 2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen ir.it eineir: feuchtigkeitscichten Oberzug versehen sind.
3. 3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuse feuchtigkeits- und/oder druckdicht ausgebildet sind.

   U. Meßeinrichtung nach .Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen in einer, als flexibles Rohr, Balg oder ' Schlauch ausgebildeten weiteren Verbindungselement verlegt sind und dieses bzw. dieser feuchtigkeits- und/oder druckdicht an die Gehäuse angeschlossen ist.

   L· .^v Meßeinrichtung nach Anspruch 1 bis U, dadurch gekennzeichnet, caE in einer, der Gehäuse zwischen Gehäuseinr.enwand und Baugruppe wärir.eisclierences Material angeordnet ist.

   E. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 tis 5, dadurch gekennzeichnet, da£ in der. Gehäuse, in der. wärmeisolierendes Material angeordnet ist, zusätzlich zur Eaugruppe wärr.espeichernce= Material untergebracht ist.

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