DE4418472C2

DE4418472C2 - Sonde zur Temperaturmessung von Gasen oder Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE4418472C2
Application number: DE19944418472
Authority: DE
Inventors: Ralf Dr Huck
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1994-05-20
Filing date: 1994-05-20
Publication date: 1998-03-19
Anticipated expiration: 2014-05-21
Also published as: DE4418472A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Sonde zur Temperaturmessung von Gasen oder Flüssigkeiten mit einem in oder auf einem Trägerteil fixierten und durch eine einseitig geschlossene Hülse gekapselten Sensorelement, wobei das Sensorelement Anschlußdrähte aufweist, die zumindest teilweise in die Hülse und/oder in das Trägerteil hineinragen, das Sensorelement als Dünnfilmwiderstand ausgebildet ist und das Trägerteil aus einem elektrisch isolierenden Material besteht.

Eine Sonde dieser Art ist aus der DE 41 04 674 A1 bekannt.

Ferner gehen derartige Sonden aus der Informationsschrift "Degussa Meßtechnik" Titel: Punktförmige Temperaturmessung mit Widerstandsthermometern, von Joachim Scholz, Vortrag Tempcon Konferenz London, Juni 1978, hervor. Aus dieser Informationsschrift, bzw. aus diesem Vortrag ist bekannt, sogenannte Widerstandsthermometer in einer Hülse anzuordnen, wobei der Widerstandsdraht beispielsweise um einen Glasstab herum gewickelt ist. Der Zwischenraum zwischen bewickeltem Glasstab und Hülse ist mit isolierendem Material oder mit Sand gefüllt.

Solche Temperatursensoren finden Einsatz in der industriellen Prozeßtechnik, überall dort, wo für eine optimale Prozeßsteuerung eine genaue Kenntnis der Temperatur benötigt wird. Die Anforderungen an die für diese Meßaufgabe eingesetzten Temperatursensoren sind: ein robuster Aufbau, hohe Vibrations- und Temperaturschockbeständigkeit, und Unempfindlichkeit gegen chemisch aggressive Medien. Unter anderem aus dem letztgenannten Grund sind die eigentlichen Sensorelemente in Hülsen verkappt. Die Einbringung des eigentlichen Sensorelementes in die Hülse wirft jedoch eine Reihe von Problemen auf. Ist ein Sensorelement lose in einer solchen Hülse, beispielsweise in einem Metallrohr angeordnet, so führt dies zu dem Nachteil, daß die Sonde insgesamt keine Vibrationsbeständigkeit aufweist. Ferner können durch die von außen generierten Vibrationen des Sensorelementes oder der Anschlußdrähte Kurzschlüsse entstehen. Für den Fall, daß die Hülse nicht aus Metall besteht, würden solche Vibrationen dennoch auf Dauer eine Zerstörung des Sensorelementes öder der Anschluß Kontaktierungen bewirken. Bei Temperatursensoren der bekannten Art ist es darüber hinaus auch bekannt, den Sensor innerhalb der Hülse in eine Wärmeleitpaste einzubetten. Der Nachteil hierbei ist, daß die verfügbaren Wärmeleitpasten die obere Einsetztemperatur zu allermeist auf 200 Grad Celsius begrenzen. Von daher gibt es im Stand der Technik noch eine weitere Variante, bei dem der verbleibende Zwischenraum zwischen Sensor und Hülse mit Sand gefüllt wird. Der Nachteil hierbei ist, daß der Sand, meist aus Al₂O₃ bestehend, mit der Zeit verrutschen kann, und die Anschlußdrähte und die Passivierung des Sensors zerreiben können.

Aus der DE 39 39 165 C1 ist die Anregung zu entnehmen, bei einer Sonde der hier in Rede stehenden Art die Anschlußdrähte durch das Trägerteil hindurchlaufend anzuordnen.

Die GB PS 1 503 872 gibt einen Hinweis, im Trägerteil eine Eintiefung vorzusehen, in die das Sensorelement zumindest teilweise aufgenommen ist, ferner, das Trägerteil mit einer ansatzförmigen Verlängerung zu versehen, um das Sensorelement im Abstand vom Boden der Hülse zu halten.

Aus der WO 93/10427 geht ein Trägerteil hervor, das eine Zweilochkapillare aus Al₂O₃ ist, durch die die Anschlußdrähte in dort ausgebildeten Eintiefungen geführt sind.

Schließlich offenbart die DE 39 23 535 C1 ein Sondenhülse aus Metall.

Zusammengefaßt ergibt sich bei Temperatursensoren der bekannten Art, nur eine mangelhafte Vibrationsbeständigkeit und nur eine relativ geringe Temperaturbeständigkeit.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sonde zur Temperaturmessung von Gasen oder Flüssigkeiten dahingehend weiterzubilden, daß diese vibrationsbeständig und für einen Temperaturbereich über 200 Grad Celsius geeignet ist.

Die gestellte Aufgabe wird bei einer Sonde zur Temperaturmessung von Gasen oder Flüssigkeiten der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst.

Die weitere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes geht aus den Unteransprüchen hervor.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil ist im wesentlichen darin zu sehen,daß die in die Hülse eingebrachte das Sensorelement direkt oder das Trägerteil samt Sensorelement mechanisch fixiert und damit für eine hohe Vibrationsbeständigkeit der Anordnung sorgt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in einer Figur dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Die Figur zeigt eine einseitig geschlossene Hülse 1, welche hier aus Metall besteht. In diese Hülse 1 eingeschoben ist ein Trägerteil 2, welches hier aus einer Zweilochkapillare besteht. An der Spitze 2′ der Zweilochkapillare bzw. des Trägerteiles 2 ist eine Eintiefung 2′′ in Form eines Schlitzes eingebracht. In dieser Eintiefung 2′′ sitzt ein Sensorelement 3, das hier aus einem Dünnfilmwiderstand besteht. Durch die Kapillaren des Trägerteiles 2, sprich durch die Zweilochkapillare hindurch, sind Anschlußdrähte 4 geführt. Von außen ist an entsprechender Stelle eine Verengung 5 auf die Hülse 1 eingebracht. Diese Verengung 5 kann beispielsweise durch eine Einpressung erzeugt werden. Sie ist so plaziert, daß eine Berührung des Sensorelementes 3 mit dem Boden 1′ der Hülse 1 vermieden wird. Durch die hier entsprechend angeordnete Eintiefung 2′′ wird darüber hinaus die Beabstandung des Sensorelementes 3 von den übrigen Innenwandbereichen der Hülse 1 bewerkstelligt. Herausgezeichnet ist zur Figur eine Draufsicht auf die Spitze 2′ des Trägerteiles 2. Hierdurch soll nur verdeutlicht werden, wie die Eintiefung 2′′ in das Trägerteil eingebracht ist, nämlich als Schlitz. Desweiteren sind die Eintrittsöffnungen 6 in die Kapillaren zu sehen. Dargestellt ist die Ansicht ohne Sensorelement.

Claims

1. Sonde zur Temperaturmessung von Gasen oder Flüssigkeiten mit einem in oder auf einem Trägerteil fixierten und durch eine einseitig geschlossene Hülse gekapselten Sensorelement, wobei das Sensorelement Anschlußdrähte aufweist, die zumindest teilweise in die Hülse und/oder in das Trägerteil hineinragen,das Sensorelement als Dünnfilmwiderstand ausgebildet ist und das Trägerteil aus einem elektrisch isolierenden Material besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement (3) vom Boden (1′) und von der Innenwand der Hülse (1) mittels einer außen an der Hülse (1) eingebrachten Verengung (5) beabstandet gehalten ist, die im montierten Zustand das Sensorelement (3) direkt oder das Trägerteil (2) samt Sensorelement (3) fixiert, und daß die Anschlußdrähte (4) durch das Trägerteil (2) hindurch verlaufen.

2. Sonde zur Temperaturmessung von Gasen oder Flüssigkeiten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (2) eine Eintiefung (2′′) aufweist, in welcher das Sensorelement (3) zumindest teilweise aufgenommen ist.

3. Sonde zur Temperaturmessung von Gasen oder Flüssigkeiten nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (2) eine Zweilochkapillare ist, durch die hindurch die Anschlußdrähte (4) geführt sind und in welche die Eintiefung (2′′) angebracht ist.

4. Sonde zur Temperaturmessung von Gasen oder Flüssigkeiten nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweilochkapillare aus Al₂O₃ besteht.

5. Sonde zur Temperaturmessung von Gasen oder Flüssigkeiten nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) aus Metall besteht.