DE4019392A1 - Electrical temp. measurement sensor for liquids or gases in pipes - has carrier body secured against axial or radial displacement - Google Patents
Electrical temp. measurement sensor for liquids or gases in pipes - has carrier body secured against axial or radial displacementInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Meßfühler für die elektrische Temperaturmessung von in Rohren strömenden Flüssigkeiten oder Gasen mit einem Temperaturmeßsensor, der in der Spitze einer flüssigkeits- und/oder gasdicht gekapselten Fühlerhülse elek trisch isoliert gehaltert ist, nach dem Oberbegriff des Patent anspruches 1.The invention relates to a sensor for the electrical Temperature measurement of liquids flowing in pipes or Gases with a temperature sensor in the top of a liquid and / or gastight encapsulated sensor sleeve elec is trically isolated, according to the preamble of the patent claim 1.
Meßfühler dieser Art sind Bestandteile von Wärmezählern, die beispielsweise zur Ermittlung des Wärmeverbrauches bei der Heißwasserentnahme eingesetzt werden. Solche Meßfühler bestehen aus einer auswechselbar in das Rohr, in dem die Flüssigkeit oder das Gas strömt, einführbaren Hülse, die den Temperaturmeß sensor in Form eines temperaturabhängigen Meßwiderstandes aus keramischem Material sowie dessen Zuleitung flüssigkeits- und/oder gasdicht umschließt. Damit die Messung nicht verfälscht wird, muß der Temperaturmeßsensor in möglichst engem thermi schen Kontakt zu dem zu messenden Medium, d. h. in der Spitze der Hülse und über eine Wärmeleitpaste mit deren Wandung ver bunden, angeordnet sein. Außerdem kommt es für die Genauigkeit der Messung darauf an, daß der Temperaturmeßsensor seine Posi tion exakt beibehält und sich nicht, etwa durch unbeabsichtig tes oder beabsichtigtes Ausüben einer axialen Zugkraft auf die elektrische Verbindungsleitung, aus seiner geeichten Sollposi tion in axialer Richtung verschiebt oder verschieben läßt. Aber auch eine Dezentrierung des Temperaturmeßsensors im Sinne einer Verlagerung zur Innenfläche der gekapselten und geerdeten Füh lerhülsen könnte zu Problemen führen. So ist bei zu starker An näherung des Temperaturmeßsensors an die Hülse ein elektrischer Durchschlag und damit ein Ausfall der Meßanordnung möglich.Sensors of this type are components of heat meters that for example to determine the heat consumption at the Hot water extraction can be used. Such sensors exist from an interchangeable into the tube in which the liquid or the gas flows, insertable sleeve that the temperature measurement sensor in the form of a temperature-dependent measuring resistor ceramic material and its feed line liquid and / or encloses gastight. So that the measurement is not falsified is, the temperature sensor must be in the narrowest possible thermi contact with the medium to be measured, d. H. in the top the sleeve and ver with a thermal paste with the wall bound, be arranged. It also comes for accuracy the measurement to indicate that the temperature measuring sensor is in posi tion is retained exactly and not, for example due to unintentional tes or intended to exert an axial pull on the electrical connection line, from its calibrated target position tion shifts in the axial direction or can move. But also a decentering of the temperature measuring sensor in the sense of a Relocation to the inner surface of the encapsulated and earthed guide ler sleeves could lead to problems. This is the case with too strong an Approach the temperature measurement sensor to the sleeve an electrical Breakdown and thus a failure of the measuring arrangement possible.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, den Tempera turmeßsensor gegen unbeabsichtigtes oder beabsichtigtes Verset zen aus seiner Sollposition in der Fühlerhülse zu sichern.The invention is therefore based on the object, the tempera tower measuring sensor against unintentional or intentional offset secure zen from its target position in the sensor sleeve.
Dies wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung erreicht. Damit ist sichergestellt, daß der Temperaturmeßsensor auch bei rauhem Betrieb in seiner Sollposition fixiert bleibt. Positionsabhängige Meßfehler sind damit ausgeschlossen. Außer dem ist erreicht, daß der Mantel des Verbindungskabels nicht mit der heißen Fühlerhülse in Berührung kommen kann mit der Folge, daß für den Isoliermantel der Verbindungsleitungen ein preiswertes Material mit niedriger Temperaturbeständigkeit gewählt oder auf eine elektrische Isolation völlig verzichtet werden kann.This is achieved by the invention specified in claim 1 reached. This ensures that the temperature measuring sensor remains fixed in its target position even in rough operation. Position-dependent measurement errors are therefore excluded. Except this is achieved that the sheath of the connecting cable is not can come into contact with the hot sensor sleeve with the Consequence that for the insulating jacket of the connecting lines inexpensive material with low temperature resistance selected or completely dispensed with electrical insulation can be.
In einer Weiterbildung der Erfindung nach Patentanspruch 3 ist nicht nur der Temperaturmeßsensor selbst, sondern auch das An schlußkabel mit außen nicht zugänglichen Mitteln zugentlastet, so daß eine Beschädigung des Temperaturmeßwiderstandes oder des Tragkörpers auch bei stärkerer Kraftausübung auf das Anschluß kabel vermieden ist. Überschreitet die Zugkraft die Belastungs grenze des Kabelmantels, so reißt das Kabel ab, was von der Meßanordnung als Meßkreisunterbrechung registriert und signa lisiert wird.In a further development of the invention according to claim 3 not only the temperature measuring sensor itself, but also the on end cable with strain relief by means not accessible from outside, so that damage to the temperature measuring resistor or Support body even with greater force on the connection cable is avoided. If the tensile force exceeds the load limit of the cable sheath, the cable tears off what of the Measuring arrangement registered as measuring circuit interruption and signa is lized.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind anhand eines Ausfüh rungsbeispieles im folgenden näher erläutert. Darin zeigen:Further details of the invention are based on an embodiment Rungsbeispieles explained in more detail below. In it show:
Fig. 1 eine schnittbildliche Längsdarstellung in Draufsicht, und Fig. 1 is a sectional longitudinal view in plan view, and
Fig. 2 eine schnittbildliche Längsdarstellung in Seitenan sicht des Meßfühlers. Fig. 2 is a sectional longitudinal view in Seitenan view of the sensor.
Der in Fig. 1 längsschnittbildlich dargestellte Meßfühler be steht aus einer spitzenseitig verschlossenen Fühlerhülse 1, deren anderes Ende zum Einführen eines Temperatur-Meßfühlers in Form eines temperaturabhängigen elektrischen Meßwiderstandes 2 offen ist. Der Meßfühler hat eine solche Länge, daß dieser in ein nicht dargestelltes Flüssigkeits- oder Gasrohr, etwa bis zu dessen Querschnittsmitte einführbar und in dieser Position am Rohr zu befestigen ist. Dazu besitzt die Fühlerhülse eine auf deren Außenmantel aufgeschobene Schraubbuchse 3 mit Außenge winde. Diese ist in eine Gewindebohrung des nicht dargestellten Wasser- oder Gasrohres flüssigkeits- und/oder gasdicht ein schraubbar. Die Fühlerhülse 1 besitzt einen ringförmigen An schlag 4, an dessen dem geschlossenen Ende der Hülse abge wandter Stirnfläche die Anschlagkante der Schraubbuchse 3 an liegt, so daß die Fühlerhülse mit einer definierten Länge in das Rohr hineinragt. Der durch das offene Ende der Hülse ein geführte und möglichst nahe der Spitze der Führungshülse an geordnete Meßwiderstand 2 ist über elektrische Verbindungslei tungen 5, die mit den Adern eines Anschlußkabels 6 verbunden sind, an einen nicht dargestellten elektrischen Meßkreis ange schlossen. Um eine möglichst gute Wärmeleitung zu erzielen, ist der Raum zwischen dem Meßwiderstand 2 und der Innenfläche der Fühlerhülse 1 mit Wärmeleitpaste 7 ausgefüllt.The sensor shown in longitudinal section in FIG. 1 consists of a sensor sleeve 1 closed at the tip, the other end of which is open for the insertion of a temperature sensor in the form of a temperature-dependent electrical measuring resistor 2 . The sensor is of such a length that it can be inserted into a liquid or gas pipe (not shown), approximately up to the cross-sectional center thereof, and fastened to the pipe in this position. For this purpose, the sensor sleeve has a screw bush 3 pushed onto its outer casing with a thread. This can be screwed into a threaded bore of the water or gas pipe, not shown, in a liquid-tight and / or gas-tight manner. The sensor sleeve 1 has an annular impact 4 , at the closed end of the sleeve abge facing end face, the stop edge of the screw bush 3 is on, so that the sensor sleeve protrudes with a defined length into the tube. The one guided through the open end of the sleeve and as close as possible to the tip of the guide sleeve at ordered measuring resistor 2 is connected via electrical connecting lines 5 , which are connected to the wires of a connecting cable 6 , to an electrical measuring circuit (not shown). In order to achieve the best possible heat conduction, the space between the measuring resistor 2 and the inner surface of the sensor sleeve 1 is filled with heat conducting paste 7 .
Um den Meßwiderstand 2 auch bei rauhem Betrieb exakt in seiner axialen und radialen Sollposition zum Innenmantel der Fühler hülse 1 zu fixieren ist dieser in einem Meßwiderstands-Tragkör per 8 gehaltert. Dieser Tragkörper liegt mit seiner Außenfläche eng an der Innenfläche der mit einer elektrischen Isolier schicht versehenen Fühlerhülse 1 an und ist gegen Axialver schiebung mit Hilfe von Rastnasen 9 in einer entsprechenden Innennut der Fühlerhülse gehaltert. Außerdem ist der Meßwider stands-Tragkörper mit einer Anschlagnase 10 ausgerüstet, deren Kante an einer Lasche 11 des Meßwiderstandes 2 derart anliegt, daß dieser gegen eine Axialverschiebung gesichert ist. Dadurch ist verhindert, daß sich der Meßwiderstand 2 etwa durch eine auf das Anschlußkabel 6 versehentlich oder absichtlich ausge übte Zugkraft axial verschiebt. Eine solche Verschiebung um nur wenige Millimeter würde das Meßergebnis erheblich verfälschen.In order to fix the measuring resistor 2 even in rough operation in its axial and radial desired position to the inner jacket of the sensor sleeve 1 , this is held in a measuring resistor support body by 8 . This support body lies with its outer surface close to the inner surface of the layer provided with an electrical insulating sensor sleeve 1 and is held against axial displacement by means of locking lugs 9 in a corresponding inner groove of the sensor sleeve. In addition, the measuring resistor stand supporting body is equipped with a stop lug 10 , the edge of which rests on a tab 11 of the measuring resistor 2 in such a way that it is secured against axial displacement. This prevents the measuring resistor 2 from being axially displaced, for example, by a pulling force accidentally or intentionally exerted on the connecting cable 6 . Such a shift of only a few millimeters would falsify the measurement result considerably.
Der Meßwiderstands-Tragkörper 8 besteht aus einem wärmebestän digen Kunststoff, der vor dem Einführen in die Fühlerhülse als Löthilfe zum Verbinden des Anschlußkabels 6 mit dem Meßwider stand 2 dienen kann. Außerdem ist vermieden, daß der Mantel der Verbindungsleitungen 5 zwischen den elektrischen Anschlüssen des Meßwiderstandes 2 und den Adern des Anschlußkabels 6 an der bis über 100° warmen Innenwand der Fühlerhülse 1 anliegt, so daß für den Isoliermantel der Verbindungsleitungen 5 ein rela tiv preiswertes Material mit niedriger Temperaturbeständigkeit verwendet oder auf eine elektrische Isolation völlig verzichtet werden kann.The measuring resistor support body 8 consists of a heat-resistant plastic, which prior to insertion into the sensor sleeve as a soldering aid for connecting the connecting cable 6 to the measuring resistor was 2 . In addition, it is avoided that the jacket of the connecting lines 5 between the electrical connections of the measuring resistor 2 and the wires of the connecting cable 6 bears against the inner wall of the sensor sleeve 1 , which is up to over 100 ° warm, so that a rela tively inexpensive material with the insulating jacket of the connecting lines 5 low temperature resistance or electrical insulation can be completely dispensed with.
Auf das offene Ende der Fühlerhülse 1 ist eine Buchse 12 auf geschoben, deren Innendurchmesser etwa dem der Fühlerhülse 1 entspricht. In die Bohrung der Buchse 12 ist ein zylindrischer Zugentlastungskörper 13 eingeführt, dessen Bohrungsdurchmesser dem Außendurchmesser des Anschlußkabels 6 entspricht, so daß dieses in den Zugentlastungskörper gegen den Widerstand von in diesen eingelassenen Krallen 14 einführbar ist, die fühlersei tig mit Schneiden versehen sind, die sich bei einer Zugausübung auf das Kabel in dessen Außenmantel einkrallen. Die Buchse 12 mit dem Zugentlastungskörper 13 ist mit Hilfe eines Schrumpf schlauches 15 auf den Außenmantel der Fühlerhülse 1 aufge schrumpft. Dadurch ist erreicht, daß der Meßwiderstand 2 auch bei einer starken Zugausübung auf das Anschlußkabel 6 sicher in seiner Position fixiert bleibt. Übersteigt die Zugkraft einen bestimmten Wert, reißt das Kabel ab. Dabei entsteht eine Unter brechung, die der Meßkreis als Fühlerbruch registriert und meldet.A bushing 12 is pushed onto the open end of the sensor sleeve 1 , the inside diameter of which corresponds approximately to that of the sensor sleeve 1 . In the bore of the bushing 12 , a cylindrical strain relief body 13 is inserted, the bore diameter of which corresponds to the outer diameter of the connecting cable 6 , so that it can be inserted into the strain relief body against the resistance of claws 14 embedded in the latter, which are provided with cutting edges that feel themselves claw into the outer sheath when pulling on the cable. The socket 12 with the strain relief body 13 is shrunk with the help of a shrink tube 15 on the outer jacket of the sensor sleeve 1 . It is thereby achieved that the measuring resistor 2 remains securely fixed in its position even when there is a strong pull on the connecting cable 6 . If the tensile force exceeds a certain value, the cable breaks. This creates an interruption, which the measuring circuit registers and reports as a sensor break.
Durch die sichere zentrische Lage des Meßwiderstandes 2 kann dieser auch nicht in die Nähe der Innenwand des Meßfühlers gelangen, so daß stets auch eine ausreichende elektrische Durchschlagfestigkeit gewährleistet ist. Die Schraubbuchse 3 ist mit einer Bohrung 16 versehen, die zum Einfädeln einer Plombe dient, die den Meßfühler gegen widerrechtliches Ent fernen sichert. Due to the secure, central position of the measuring resistor 2 , the measuring resistor 2 cannot get near the inner wall of the sensor, so that a sufficient electrical dielectric strength is always guaranteed. The screw bushing 3 is provided with a bore 16 which is used for threading a seal which secures the sensor against illegal removal.
Um eine unzulässige weil meßwertverfälschende Wärmeabfuhr des Meßwiderstandes 2 über die relativ dicken Verbindungsleitungen 5 des Anschlußkabels zu vermeiden, ist es zweckmäßig, diese im Bereich der Fühlerhülse 1 möglichst massearm auszuführen und die Verbindung mit den Kabeladern in die Nähe des offenen Endes der Fühlerhülse 1 zu verlegen.In order to avoid an inadmissible heat dissipation of the measuring resistor 2 via the relatively thick connecting lines 5 of the connecting cable, it is advisable to carry out this in the area of the sensor sleeve 1 with as little mass as possible and to lay the connection with the cable cores near the open end of the sensor sleeve 1 .
Claims (4)
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Legal Events
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |