DE4427181A1 - Thermoelement measuring head holding device - Google Patents
Thermoelement measuring head holding deviceInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Halterung der Meßspitze eines Thermoelements an einem Bauteil, insbesondere an einem Rohr.The invention relates to a device for holding the Measuring tip of a thermocouple on a component, in particular on a pipe.
Zum Messen von Temperaturen an einer Bauteiloberfläche wird üblicherweise ein Thermoelement eingesetzt. Dazu eignet sich besonders ein als solches bekanntes Mantel-Thermoelement. Dieses weist eine Meßspitze auf, die am Meßort wärmeleitend mit dem Bauteil, dessen Temperatur gemessen werden soll, ver bunden sein muß.For measuring temperatures on a component surface Usually a thermocouple is used. It is suitable for this especially a jacket thermocouple known as such. This has a measuring tip that is thermally conductive at the measuring location ver with the component whose temperature is to be measured must be bound.
Da das Bauteil durch die Befestigung einer Meßspitze nicht verändert werden darf und ein Mantel-Thermoelement bei einem Defekt auswechselbar sein muß, ist es nicht möglich, daß die Meßspitze des Thermoelementes mit dem Bauteil unmittelbar fest verbunden wird.Since the component is not attached by attaching a measuring tip may be changed and a jacket thermocouple at one Defect must be replaceable, it is not possible for the Measuring tip of the thermocouple with the component directly is firmly connected.
Es war daher bisher üblich, daß die Meßspitze mit einem Spannband an die Bauteiloberfläche angedrückt wird. Dabei liegt die Meßspitze zwischen dem Bauteil und dem Spannband, das um das Bauteil herumgeführt ist. Falls das Bauteil ein Rohr ist, kann das Spannband ein handelsüblicher Spannring sein. Die Meßspitze wird bei einer derartigen Halterung nur durch das Spannband am Bauteil gehalten.It was therefore common until now that the measuring tip with a Clamping strap is pressed onto the component surface. Here the measuring tip lies between the component and the clamping band, that is led around the component. If the component is a Tube, the strap can be a commercially available tension ring his. The measuring tip is only in such a holder held on the component by the strap.
Bei dieser Halterung ergibt sich stellenweise ein Luftspalt zwischen dem Spannband und der Bauteiloberfläche. Ein solcher Luftspalt befindet sich insbesondere unmittelbar neben einer Meßspitze, die durch das Spannband gehalten ist. In this holder there is an air gap in places between the strap and the component surface. Such a Air gap is in particular right next to one Measuring tip, which is held by the tension band.
Da Luft ein Wärmeisolator ist, nimmt das Spannband bei star ken Temperaturänderungen des Bauteiles wesentlich später als das Bauteil das neue Temperaturniveau an.Since air is a heat insulator, the strap at star ken temperature changes of the component much later than the component is at the new temperature level.
Daraus folgt, daß auch der Abschnitt des Spannbandes, der die Meßspitze übergreift, kälter ist als die Bauteiloberfläche. Das führt wiederum dazu, daß die Temperaturmessung des Man tel-Thermoelementes während der Temperaturänderungen des Bau teils verfälscht wird. Es ist aber von besonderer Bedeutung, daß während einer Temperaturänderung des Bauteils der zeitli che Temperaturverlauf unverfälscht gemessen werden kann.It follows that the section of the tensioning strap, which the Measuring tip overlaps, is colder than the component surface. This in turn leads to the temperature measurement of the Man tel thermocouple during the temperature changes of the construction is partly falsified. But it is particularly important that during a temperature change of the component of the time che temperature profile can be measured without bias.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Halterung der Meßspitze eines Thermoelementes an einem Bau teil anzugeben, die eine zuverlässige Temperaturmessung auch bei starken Temperaturänderungen am Bauteil gewährleistet.The invention was based on the object of a device for Holding the measuring tip of a thermocouple on a building Part of specifying a reliable temperature measurement too guaranteed in case of strong temperature changes on the component.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Trägerband zum eng anliegenden Anbringen am Bauteil gelöst, wobei die Meß spitze auf der vom Bauteil wegweisenden Oberfläche des Trä gerbandes oder im Trägerband angeordnet ist.The object is achieved according to the invention by a carrier tape loosely attached to the component solved, the measurement tip on the surface of the Trä pointing away from the component gerbandes or is arranged in the carrier tape.
Damit wird der Vorteil erzielt, daß die Meßspitze wärmelei tend mit dem Trägerband in Kontakt steht und andererseits dieses Trägerband über seine gesamte Länge eng und wärmelei tend am Bauteil anliegt. Da das Trägerband die zu haltende Meßspitze nicht übergreift, sondern unmittelbar auf der Bau teiloberfläche aufliegt, sind vorteilhafterweise keine Luft spalte vorhanden, die zu einer stellenweisen Abkühlung des Bandes führen könnten. Das Trägerband hat folglich überall die gleiche Temperatur, die der Temperatur der Bauteilober fläche entspricht. Dadurch, daß die Meßspitze in engem wärme leitendem Kontakt mit dem Trägerband angeordnet ist und ins besondere bei einem Temperaturanstieg des Bauteils von keinem relativ kalten Band berührt wird, ist vorteilhafterweise ge währleistet, daß das Mantel-Thermoelement, zu dem die Meß spitze gehört, zuverlässig die Temperatur des Trägerbandes und damit der Bauteiloberfläche mißt. Entsprechend wird bei einem Temperaturabfall des Bauteils die Meßspitze von keinem relativ heißen Band beeinflußt.This has the advantage that the probe tip is warm tends to be in contact with the carrier tape and on the other hand this carrier tape is tight and warm over its entire length tends against the component. Since the carrier tape is the one to be held Measuring tip does not overlap, but directly on the construction partial surface is advantageously no air column present, which leads to a partial cooling of the Band could lead. The carrier tape therefore has everywhere the same temperature as the temperature of the component top area corresponds. The fact that the probe tip in close heat conductive contact with the carrier tape is arranged and ins especially when the temperature of the component does not increase relatively cold band is touched, is advantageously ge ensures that the jacket thermocouple to which the measuring heard top, reliable the temperature of the carrier tape and thus measures the component surface. Accordingly, at a drop in temperature of the component the measuring tip of none relatively hot band affected.
Beispielsweise ist die Meßspitze auf dem Trägerband angeord net und ist dort durch eine sie überdeckende, sehr dünne Haltefolie gehalten. Diese sehr dünne Haltefolie paßt sich der Form der Meßspitze gut an, so daß zwischen der Folie und der Meßspitze kein Luftspalt frei bleibt. Außerdem ist die Haltefolie wie das Trägerband sehr dünn, z. B. nur ca. 0,4 mm bis 0,8 mm, insbesondere 0,5 mm, dick. Folglich können beide stets die gleiche Temperatur wie das Bauteil haben. Das ist insbesondere dadurch gewährleistet, daß keine Luftspalte zwi schen Haltefolie und Trägerband vorhanden sind. Mit der Haltefolie ist stets ein guter Wärmeübergang vom Trägerband auf die Meßspitze gewährleistet.For example, the measuring tip is arranged on the carrier tape net and is there by a very thin holding film covering it held. This very thin holding film fits the Shape of the measuring tip well, so that between the film and the Measuring tip no air gap remains free. Besides, that is Holding film like the carrier tape very thin, e.g. B. only about 0.4 mm up to 0.8 mm, especially 0.5 mm, thick. Hence both can always have the same temperature as the component. This is ensured in particular that no air gaps between holding film and carrier tape are available. With the holding film is always a good heat transfer from the carrier tape the measuring tip ensures.
Die Haltefolie kann am Trägerband durch Punktschweißung befe stigt sein. Eine solche Befestigung reicht aus, um die Meß spitze zu halten.The holding film can be spot welded to the carrier tape be steady. Such attachment is sufficient to measure keep top.
Die Meßspitze kann nach einem anderen Beispiel in einer Boh rung angeordnet sein, die sich im Trägerband befindet. Dabei ist die Bohrung von einer Seitenfläche des Trägerbandes aus in das Trägerband hineingeführt. Das ist möglich, wenn das Trägerband mindestens einen Millimeter dick ist und der Durchmesser der Meßspitze ca. 0,5 mm beträgt.According to another example, the measuring tip can be used in a Boh tion, which is located in the carrier tape. Here is the hole from a side surface of the carrier tape inserted into the carrier tape. That is possible if that Carrier tape is at least one millimeter thick and the The diameter of the measuring tip is approx. 0.5 mm.
Da das Trägerband über seine gesamte Länge am Bauteil eng an liegt und andererseits die Meßspitze direkt im Trägerband an geordnet ist, ist stets eine zuverlässige Messung der Tempe ratur der Bauteiloberfläche möglich.Because the carrier tape is tight to the component over its entire length is on the other hand and the measuring tip directly in the carrier tape is always a reliable measurement of the tempe temperature of the component surface possible.
Die gestellte Aufgabe kann nach einer anderen Ausführungsform gemäß der Erfindung auch durch ein Spannband zum Anbringen am Bauteil gelöst werden, wobei das Spannband eine zum Bauteil hin offene Sicke aufweist, in die die Meßspitze eingepaßt ist.The task can be done according to another embodiment according to the invention also by a strap for attachment to Component to be solved, the strap one to the component has open bead into which the measuring tip is fitted is.
Mit dieser Ausführungsform ist gewährleistet, daß zwischen der Bauteiloberfläche und der Meßspitze einerseits und dem Spannband andererseits kein Luftspalt frei bleiben kann. Folglich weist das Spannband überall die Temperatur des Bau teiles auf und es ist eine zuverlässige Temperaturmessung durch das Mantel-Thermoelement, zu dem die Meßspitze gehört, gewährleistet.This embodiment ensures that between the component surface and the measuring tip on the one hand and the Clamping band, on the other hand, no air gap can remain free. As a result, the strap has the temperature of the building everywhere part and it is a reliable temperature measurement through the jacket thermocouple to which the measuring tip belongs, guaranteed.
Das Trägerband und/oder das Spannband bestehen beispielsweise aus dem gleichen Werkstoff (Ferrit, Austenit) wie das Bau teil. Dadurch ist gewährleistet, daß die Bänder den gleichen Ausdehnungskoeffizient wie das Bauteil haben. Es könnten auch unterschiedliche Werkstoffe verwendet werden, sofern sie den gleichen Ausdehnungskoeffizient haben. Es wird der Vorteil erzielt, daß sich die Bänder aufgrund von Wärmedehnungen nicht lösen können.The carrier band and / or the tensioning band are, for example made of the same material (ferrite, austenite) as the construction part. This ensures that the tapes are the same Expansion coefficient like the component. It could also different materials are used, provided that they have the same coefficient of expansion. It will be the advantage achieved that the tapes due to thermal expansion can't solve.
Mit der Vorrichtung nach der Erfindung wird insbesondere der Vorteil erzielt, daß eine stets zuverlässige Temperaturmes sung an einem Bauteil, insbesondere an einem Rohr, gewährlei stet ist.With the device according to the invention, in particular Advantage achieved that a always reliable Temperaturmes guarantee on a component, in particular on a pipe is steady.
Vorrichtungen nach der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert:Devices according to the invention will become apparent from the drawing explained in more detail:
Fig. 1 zeigt eine Variante der Vorrichtung zur Halterung der Meßspitze eines Thermoelementes, bei der die Meßspitze durch eine dünne Haltefolie auf einem Trägerband gehalten ist, Fig. 1 is a variant of the device for holding the probe tip showing a thermocouple in which the probe head is supported by a thin supporting film on a carrier strip,
Fig. 2 zeigt eine Variante, bei der die Meßspitze in einer Bohrung angeordnet ist, die sich im Trägerband befindet, Fig. 2 shows a variant in which the probe head is arranged in a bore which is located in the carrier tape,
Fig. 3 zeigt eine Variante, bei der ein Spannband eine Sicke aufweist, in die die Meßspitze eingepaßt ist. Fig. 3 shows a variant in which a clamping band has a bead into which the measuring tip is fitted.
In den Fig. 1 bis 3 ist als Bauteil ein Teil eines Rohres 1, 7 gezeigt, auf dem eine Meßspitze 2a, 2b, 8 eines Mantel- Thermoelementes zum Messen der Oberflächentemperatur des Roh res 1 angeordnet ist. Die Zuleitung der Meßspitze 2a, 2b, 8 ist dazu mit einem Befestigungsband 3 am Rohr 1, 7 befestigt.In Figs. 1 to 3 as a component part of a tube 1, 7, on which a measuring tip 2 a, 2 b, 8 a sheath thermocouple for measuring the surface temperature of the raw res 1 is arranged. The lead of the measuring tip 2 a, 2 b, 8 is attached to the pipe 1 , 7 with a fastening tape 3 .
Um einen guten Wärmeübergang vom Rohr 1 auf die Meßspitze 2 zu gewährleisten, ist nach den Fig. 1 und 2 ein Trägerband 4a, 4b für die Meßspitze 2a, 2b eng am Rohr 1 anliegend um das Rohr 1 herum angeordnet.In order to ensure good heat transfer from the tube 1 to the measuring tip 2 , a carrier tape 4 a, 4 b for the measuring tip 2 a, 2 b is arranged close to the tube 1 around the tube 1 according to FIGS . 1 and 2.
Dieses Trägerband 4a, 4b besteht aus dem gleichen Werkstoff (Ferrit bzw. Austenit) wie das Rohr 1. Folglich ist sicherge stellt, daß das Trägerband 4a, 4b stets fest am Rohr 1 an liegt. Das ist eine wichtige Voraussetzung für eine zuver lässige Temperaturmessung der Rohroberfläche.This carrier tape 4 a, 4 b consists of the same material (ferrite or austenite) as the tube 1 . Consequently, Sicherheitge provides that the carrier tape 4 a, 4 b is always firmly on the tube 1 . This is an important prerequisite for reliable temperature measurement of the pipe surface.
Nach Fig. 1 ist die Meßspitze 2a auf dem Trägerband 4a ange ordnet. Sie wird dort durch eine sehr dünne Haltefolie 5 ge halten, die die Meßspitze 2a überdeckt und am Trägerband 4a befestigt ist. Die Haltefolie 5, die nur ca. einen halben Millimeter dick sein muß, liegt an der Meßspitze 2a eng an, so daß kein Luftspalt zwischen der Haltefolie 5 und der Meß spitze 2a frei bleibt. Es wird dadurch zuverlässig die Tempe ratur des Trägerbandes 4a und damit des Rohres 1 gemessen.According to Fig. 1, the probe head 2a on the carrier tape 4 a is arranged. It is held there by a very thin holding film 5 , which covers the measuring tip 2 a and is fastened to the carrier tape 4 a. The holding sheet 5 needs to be thick, about one-half millimeter, is located on the probe head 2 to a tight, so that no air gap between the holding sheet 5 and the probe tip 2a remains free. It is reliably measured the temperature of the carrier tape 4 a and thus the tube 1 .
Nach Fig. 2 ist im Trägerband 4b, von dessen Seitenfläche ausgehend, eine Bohrung 6 vorhanden, in die die Meßspitze 2b ohne Luftspalt eingepaßt ist. Da der Durchmesser der Meß spitze 2b ca. 0,5 mm beträgt und das Trägerband 4b ca. 1 mm dick ist, kann die Bohrung 6 im Trägerband 4b angeordnet sein. Dadurch, daß sich die Meßspitze 2b innerhalb des Trä gerbandes 4b befindet, sind ein guter Wärmeübergang vom Rohr 1 über das Trägerband 4b auf die Meßspitze 2b und damit eine zuverlässige Temperaturmessung möglich.According to FIG. 2, a bore 6 is present in the carrier tape 4 b, starting from the side surface thereof, into which the measuring tip 2 b is fitted without an air gap. Since the diameter of the measuring tip 2 b is approximately 0.5 mm and the carrier tape 4 b is approximately 1 mm thick, the bore 6 can be arranged in the carrier tape 4 b. Characterized in that the probe tip 2 b is within the carrier strip 4 b, good heat transfer from the tube 1 via the carrier tape 4 b to the probe tip 2 b and thus a reliable temperature measurement is possible.
Fig. 3 zeigt einen Teil eines Rohres 7, wobei eine Meßspitze 8 eines Mantel-Thermoelementes unmittelbar auf der Oberfläche des Rohres 7 angeordnet ist. Die Meßspitze 8 wird durch ein Spannband 9 an das Rohr 7 angedrückt. Damit bei der Tempera turmessung keine Meßfehler durch einen Luftspalt zwischen dem Rohr 7 und der Meßspitze 8 einerseits und dem Spannband 9 an dererseits auftreten können, weist das Spannband 9 eine zum Rohr 7 hin offene Sicke 10 auf, in die die Meßspitze 8 einge paßt ist. Die Sicke 10 des Spannbandes 9 liegt an der Meß spitze 8 so eng an, daß kein bedeutender Luftspalt frei blei ben kann. Dadurch ist ausgeschlossen, daß die Temperaturmes sung durch relativ kalte Abschnitte des Spannbandes 9 ver fälscht werden könnte. Es ist stets eine zuverlässige Tempe raturmessung am Rohr 7 möglich. Fig. 3 shows a part of a pipe 7, wherein a measuring tip 8 of a sheathed thermocouple element is arranged directly on the surface of the pipe 7. The measuring tip 8 is pressed against the tube 7 by a tensioning band 9 . So that no measurement errors can occur in the temperature measurement due to an air gap between the tube 7 and the measuring tip 8 on the one hand and the tensioning strap 9 on the other hand, the tensioning strap 9 has a bead 10 which is open towards the tube 7 and into which the measuring tip 8 is fitted . The bead 10 of the tension band 9 is so close to the measuring tip 8 that no significant air gap can remain free ben. This rules out that the Temperaturmes solution could be falsified by relatively cold sections of the strap 9 ver. It is always a reliable temperature measurement on the pipe 7 possible.
Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Vorrichtungen können durch als solche bekannte Schutzschellen überdeckt sein, um mechanische Einwirkungen zu vermeiden. Eine solche Schutz schelle, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, ist von der Vorrichtung beabstandet angeordnet und ist neben der Vor richtung durch Abstandsbolzen auf dem Rohr 1, 7 abgestützt.The devices shown in FIGS. 1 to 3 can be covered by protective clamps known as such in order to avoid mechanical effects. Such a protection clamp, which is not shown in the drawing, is spaced from the device and is supported in addition to the on direction by spacer bolts on the tube 1 , 7 .
Mit den gezeigten Vorrichtungen sind zuverlässige Temperatur messungen am Rohr 1, 7 möglich.With the devices shown, reliable temperature measurements on the tube 1 , 7 are possible.
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