DE4427181C2 - Device for holding the measuring tip of a thermocouple on a component - Google Patents
Device for holding the measuring tip of a thermocouple on a componentInfo
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Description
Die Erfindung betrifft in einer ersten Ausführungsform und in einer zweiten Ausführungsform eine Vorrichtung zur Halterung der Meßspitze eines Thermoelements an einem Bauteil, insbe sondere an einem Rohr, mit einem Tragkörper zum eng anliegen den Anbringen am Bauteil.The invention relates in a first embodiment and in a second embodiment, a device for mounting the measuring tip of a thermocouple on a component, esp especially on a pipe with a supporting body to fit tightly the attachment to the component.
In einer dritten Ausführungsform bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Halterung der Meßspitze eines Ther moelements an einem Bauteil, insbesondere an einem Rohr, mit einer zum Bauteil hin offenen Sicke, in die die Meßspitze eingepaßt ist.In a third embodiment, the invention relates on a device for holding the measuring tip of a Ther moelements on a component, in particular on a pipe, with a bead open towards the component, into which the measuring tip is fitted.
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.
In der DE-GM 73 39 973 ist eine plattenförmige Haltevorrich tung beschrieben, die eine Ausformung zur Aufnahme eines Temperaturfühlers aufweist. Die Haltevorrichtung wird auf das Bauteil geklebt, dessen Temperatur gemessen werden soll.In DE-GM 73 39 973 is a plate-shaped holding device tion described that a shape for receiving a Has temperature sensor. The holding device is on the Glued component whose temperature is to be measured.
Es war 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 previously common for the measuring tip to be fitted with a strap is pressed onto the component surface. Here lies the Measuring tip between the component and the clamping band, which around the Component is led around. If the component is a pipe, the strap can be a commercially available tension ring. The Measuring tip is only in such a holder by Tension strap held on the component.
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.
Aus der EP 0 349 317 A2 ist eine Einrichtung zur Tempera turmessung an fließenden Flüssigkeiten bekannt, die einen keramischen Tragkörper aufweist, der an eine Rohrleitung anlegbar ist. In dem Tragkörper sind Temperatursensoren ange bracht. Ein solcher Tragkörper ist insbesondere zur zuverläs sigen Messung starker Temperaturänderungen ungeeignet.EP 0 349 317 A2 describes a tempera device ture measurement on flowing liquids is known has ceramic support body which is connected to a pipeline can be created. Temperature sensors are attached to the support body brings. Such a support body is particularly reliable unsuitable measurement of strong temperature changes.
In JP 3-183 919 (A) in Patent Abstracts of Japan, Vol. 15/No. 439, P-1273 ist ein flexibles metallisches Band beschrieben mit einer Längsnut zur Aufnahme eines Temperaturfühlers. Auch hiermit sind große Temperaturschwankungen nicht zuverlässig erfaßbar. In JP 3-183 919 (A) in Patent Abstracts of Japan, Vol. 15 / No. 439, P-1273 a flexible metallic band is described with a longitudinal groove for holding a temperature sensor. Also this means that large temperature fluctuations are not reliable detectable.
Gleiches gilt für eine in DE 31 26 931 A1 beschriebene Haltevorrichtung für einen Temperaturfühler. Eine zugehörige Manschette zur Aufnahme eines Temperaturfühlers ist aus mehreren Lagen zusammengeklebt.The same applies to one described in DE 31 26 931 A1 Holding device for a temperature sensor. A related one The cuff for holding a temperature sensor is off several layers glued together.
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 bezogen auf die erste Ausführungsform gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Tragkörper ein Träger band ist, in dem die Meßspitze angeordnet ist.The task is based on the first embodiment according to solved the invention in that the support body is a carrier band is in which the measuring tip is arranged.
Bezogen auf die zweite Ausführungsform wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Tragkörper ein Trägerband ist, auf dessen vom Bauteil wegweisender Oberfläche die Meßspitze angeordnet ist.Relative to the second embodiment, the task solved in that the support body is a carrier tape on whose surface pointing away from the component is the measuring tip is arranged.
Mit beiden Ausführungsformen wird der Vorteil erzielt, daß die Meßspitze wärmeleitend mit dem Trägerband in Kontakt steht und andererseits dieses Trägerband über seine gesamte Länge eng und wärmeleitend am Bauteil anliegt. Da das Trä gerband die zu haltende Meßspitze nicht übergreift, sondern unmittelbar auf der Bauteiloberfläche aufliegt, sind vor teilhafterweise keine Luftspalte vorhanden, die zu einer stellenweisen Abkühlung des Bandes führen könnten. Das Trägerband hat folglich überall die gleiche Temperatur, die der Temperatur der Bauteiloberfläche entspricht. Dadurch, daß die Meßspitze in engem wärmeleitendem Kontakt mit dem Trägerband angeordnet ist und insbesondere bei einem Tempe raturanstieg des Bauteils von keinem relativ kalten Band berührt wird, ist vorteilhafterweise gewährleistet, daß das Mantel-Thermoelement, zu dem die Meßspitze gehört, zuver lässig die Temperatur des Trägerbandes und damit der Bau teiloberfläche mißt. Entsprechend wird bei einem Tempera turabfall des Bauteils die Meßspitze von keinem relativ heißen Band beeinflußt.The advantage of both embodiments is that the measuring tip is in heat-conducting contact with the carrier tape stands and on the other hand this carrier tape over its entire Length is tight and thermally conductive on the component. Since the Trä gerband does not overlap the measuring tip to be held, but lies directly on the component surface geous enough there are no air gaps that lead to a occasional cooling of the tape. The Carrier tape therefore has the same temperature everywhere corresponds to the temperature of the component surface. As a result of that the probe tip in close thermal contact with the Carrier tape is arranged and especially in a tempe temperature rise of the component from no relatively cold strip is touched, it is advantageously ensured that the Sheathed thermocouple to which the measuring tip belongs, verver casual the temperature of the carrier tape and thus the construction partial surface measures. The same applies to a tempera door drop of the component the measuring tip of none relative influenced hot band.
Beispielsweise ist bezogen auf die zweite Ausführungsform die Meßspitze auf dem Trägerband 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 zwischen Haltefolie und Trägerband vorhanden sind. Mit der Haltefolie ist stets ein guter Wärmeübergang vom Trägerband auf die Meßspitze gewährleistet.For example, based on the second embodiment Measuring tip on the carrier tape by a covering, very thin holding film held. This very thin film adapts well to the shape of the measuring tip, so that between the Foil and the measuring tip no air gap remains free. Moreover the holding film, like the carrier tape, is very thin, e.g. B. only approx. 0.4 mm to 0.8 mm, in particular 0.5 mm, thick. Hence can both always have the same temperature as the component. The is ensured in particular by the fact that there are no air gaps are present between the holding film and the carrier tape. With the Holding film is always good heat transfer from the carrier tape guaranteed on the measuring tip.
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 bezogen auf die erste Ausführungsform nach einem Beispiel in einer Bohrung angeordnet sein, die sich im Trägerband befindet. Dabei ist die Bohrung von einer Seiten fläche des Trägerbandes aus in das Trägerband hineingeführt. Das ist möglich, wenn das Trägerband mindestens einen Milli meter dick ist und der Durchmesser der Meßspitze ca. 0,5 mm beträgt.The measuring tip can refer to the first embodiment an example can be arranged in a bore that is in the Carrier tape is located. The hole is from one side surface of the carrier tape out into the carrier tape. This is possible if the carrier tape is at least one milli is thick and the diameter of the measuring tip is approx. 0.5 mm is.
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 der dritten Ausführungsform gemäß der Erfindung auch durch ein Spannband zum das Bauteil umschließenden Anbringen am Bauteil gelöst werden, wobei in dem Spannband die Sicke angebracht ist. The task can be done according to the third embodiment according to the invention also by a strap to the component enclosing attachment to the component can be solved, in the bead is attached to the strap.
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 shows a variant of the device for holding the measuring tip of a thermocouple, in which the measuring tip is held on a carrier tape by a thin holding film.
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 measuring tip 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, 7 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, 7 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 2a, 2b 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, 2 b, a carrier tape 4 a, 4 b for the measuring tip 2 a, 2 b is close to the tube 1 according to FIGS . 1 and 2 around the tube 1 arranged around.
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. The fact that the probe tip 2 b is within the Trä gerbandes 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 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 tube 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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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: FRAMATOME ANP GMBH, 91058 ERLANGEN, DE |
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