DE8004928U1 - Elektrische messsonde - Google Patents
Elektrische messsondeInfo
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Description
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8221 Siegsdorf Obb.,
den 21. 2. 1980 Bor/C
Gebrauchsmusteranmeldung D 6131 a
^Elektrische Meßsonde "
Die Erfindung betrifft eine elektrische Meßsonde zum Erfassen
der elektrischen Leitfähigkeit einer Flüssigkeit mit einer von dieser zu durchströmenden und zwischen
Elektroden mit einem elektrischen Strom zu beaufschlagenden Meßstrecke, wobei die Elektroden von der Flüssigkeit
abzuschirmende elektrische Zuleitungen besitzen.
/ Solche Meßsonden werden beispielsweise bei einer Kon-
^J zeption zur Anwendung in druckbeaufschlagten Rohrleitungen
u. a* zum Überwachen der Konzentration von Reinigungs-
und Desinfektionsbädern eingesetzt. In der Regel wird dabei der elektrische Widerstand des Meßgutes,
d. h. der Flüssigkeit, gemessen. Bei chemisch aggressivem, flüssigem Meßgut müssen die Bestandteile der Meßsonde,
die mit der Flüssigkeit in Berührung kommen, entsprechend chemisch beständig sein. Auch wird von Meßsonden
häufig eine Unempfindlichkeit des Aufbaus und der Meßgenauigkeit bei Temperaturen bis zu etwa 95°C und bei
Temperaturschvankungen von ca. 80 C verlangt.
Gebrauchsmusteranmeldung
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D 6131
Ein zu Reinigungszwecken eingesetztes Meßgut unterliegt
bei mehrmaliger bzw. längerer Verwendung einer zunehmenden Verschmutzung mit der Folge, daß auch die mit dem
Meßgut in Verbindung stehenden Teile der Meßsonde verschmutzen und entsprechend zu reinigen sind. Vor allem
kommt ein mechanisches Heinigen der fraglichen elektrisch leitenden Teile der Meßsonde in Frage.
Zum überwiegenden Teil werden die Meßsonden aus spanabhebend bearbeitetem, thermoplastischem Kunststoffhalbzeug
hergestellt, wobei Formteile aus Elektrokohle, Edelstahl bzw. Edelmetall für die elektrische Verbindung zum
Meßgut vorgesehen sein können. Das Abdichten zwischen den elektrisch leitenden Formteilen und den Kunststoffteilen
erfolgt beispielsweise mit Hilfe von elastischen Dichtelementen. In einer bekannten Ausführungsform sind
mehrere kreisförmige Elektroden konzentrisch zueinander und gegeneinander durch zwischengelegten thermoplastischen
Kunststoff isoliert (vergleiche DE-OS 28 37 102).
Schwierigkeiten im Betrieb treten bei den Meßsonden oder
Meßzellen vor allem wegen der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von leitenden Metall- bzw.
Kohleformteilen einerseits und den isolierenden Kunststoffteilen andererseits auf. Hieraus ergeben sich Rißbildung
an den isolierenden Kunststoffteilen, Ablösung an den Grenzflächen und Nachlassen der Vorspannung elastischer
Dichtelemente. Die resultierende Undichtheit an der Grenze von leitenden zu isolierenden Teilen führt
sowohl zu Isolier- und damit zu Meßfehlern als auch zu Korrosion und Zerstörung der Einzelteile, insbesondere
der elektrischen Versorgungsleitungen.
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Gebrauchsmuster anmeldung I D 6131
CANlT APPARATEBAU GMBH.
Es ist auch schon versucht worden, Meßsonden abschnittsweise aus leitenden oder nicht leitenden duroplastischen
Kunststoffen zusammenzusetzen. Nachteilig wirkt sich hierbei vor allem die geringere Verschleißfestigkeit gegenüber
Edelmetallelektroden bei häufig notwendiger mechanischer Reinigung und die durch das Material bedingte schwache
chemische Beständigkeit gegenüber säurehaltigem Meßgut aus. Abschnittsweise aus leitenden und nichtleitenden Elastomeren zusammengesetzte Meßsonden weisen eine geringe mechanisehe Festigkeit auf, die bei schnell strömenden Medien so
gar ein Verformen der Sonde und damit eine Meßwertverände-. rung zur Folge haben kann. Diese Meßsonden können höchstens
als Füllstandsgeber oder als Steuersonden mit ja/nein-Funktion verwendet, werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßsonde, vorzugsweise zum Liefern von Analogdaten, zu schaffen,
die sovohl eine sichere Verbindung zwischen Isolierung und elektrischen Zuleitungen als auch die zum Einsatz
in stark strömenden und/oder stark verschmutzten Medien erforderliche mechanische Steifheit sowie Verschleiß-
festigkeit aufweist. Die erfindungsgemäße Lösung besteht
für eine elektrische Meßsonde eingangs genannter Art darin- daJß die von der Flüssigkeit abzuschirmenden Tsüe
der Zuleitungen ein mechanisch stabilisierendes Einlagegerüst eines mit dem Material der Zuleitungen eine sogenannte
Gummx-Metall-Verbindung eingehenden, elektrisch
isolierenden und die Form der Sonde bestimmenden Elastomer-Hüllenkörpers
bilden.
Durch die Erfindung wird demgemäß eine elektrische Meßsonde für den Einsatz in elektrisch leitenden Flüssig-
Gebrauchsmuster.anmeldung J>
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keiten zum Zweck der Leitfähigkeitsmessung geschaffen,
die im wesentlichen aus einer formgebenden, elektrisch isolierenden Elastomer-Hülle besteht, welche die mit dem
Meßgut nicht in Berührung stehenden metallischen Leiter umschließt und mit diesen eine sogenannte Gummi-Metall-Verbindung
bildet. Der mit dem Meßgut in Berührung kommende Teil der erfindungsgemäßen Meßsonde besteht somit
aus chemisch- und temperaturbeständigem, nichtleitendem Elastomer, welches wegen der Gummi-Metall-Verbindung eine
so innige Verbindung zwischen vernetztem Elastomer und den Metallteilen gewährleistet, daß das selbst geometrisch
stabilisierte, leitende Gerüst chemisch beständig und elektrisch isolierend sicher umhüllt wird.
Gemäß weiterer Erfindung enthält die Meßsonde ein elektrisch
leitendes, metallenes Gerüst aus Edelstahl, welche die mit dem jeweiligen Meßgut in Berührung kommenden
Teile, vorzugsweiße Edelmetall-Teile, trägt. Die elektrisch leitenden, metallischen Teile des Gerüstes sind
dabei mit den erforderlichen Anschlüssen zu einer elektrischen
Versorgungsspannung bzw. Leitung versehen und schon vor dem Einbetten in den Elastomer-Hüllenkörper
vorzugsweise mit Hilfe eines Isolierstoffkörpers, insbesondere aus thermoplastischem bzw. duroplastischem
Kunststoff, Hartgewebe, Keramik oder Glas, elektrisch getrennt aber mechanisch stabil zusammengehalten.
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Die elektrische Meßsonde wird vorzugsweise in einer Werkzeugform zusammengefügt. In die Form wird das bereits
fertig montierte Gerüst eingebracht, vorher aber vorzugsweise mit einem Haftvermittler gegenüber einer in das
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D 6131
verbleibende Volumen der Werkzeugform bei Abdeckung der elektrisch leitenden Elektroden einzuhüllenden Elastomer-Mischung versehen. Das Einlagegerüst kann außerdem ein Einlageteil mit Varistor sowie Anschlußdrähten und -kabel enthalten. Zweckmäßig wird die Elastomer-Mischung, insbeson
dere eine mit den erforderlichen Zusätzen versehene Rohkautschuk-Mischung, mittels eines Preß-, Spritz- oder
Spritz-Preß-Verfahrens in die Werkzeugform eingefüllt. Bei dem weiteren Herstellungsverfahren wird die Elastomer-Mi
schung unter erhöhtem Druck und Wärmeeinwirkung in der
Werkzeugform vernetzt und unterstützt durch den Haftvermittler nach Art einer Vulkanisierung innig mit dem Einlagegerüst verbunden. In jedem Fall sollen Werkzeugform und
Gerüst (elektrische Zuleitungen) so gestaltet bzw. vorbe
reitet werden, daß die mit dem Meßgut bei Betrieb der fer
tigen Sonde in Berührung zu bringenden, elektrisch leitenden Edelmetall-Teile bzw. -flächen oder -kontakte nicht von
dem Elastomer abgedeckt werden. Die von dem Meßgut zu trennenden Teile der Meßsonde sollen dagegen mit einem chemisch-
und temperaturbeständigen, nichtleitenden Elastomer abgedeckt werden, welches erfindungsgemäß eine Gummi-Metall-Verbindung mit den blanken Metallflächen eingeht.
Infolge der Dehnbarkeit des Elastomers und des wie vulkanisiert festen Haftens des Mantels auf den Metallflächen
des Gerüstes sind auch bei unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Metallgerüst
und Elastomer-Hülle eine Rißbildung in der Hülle sowie ein Verschieben der Grenzflächen relativ zueinander und
damit Undichtheiten bei der Meßsonde sicher vermieden.
Die bei erfindungsgemäßem Aufbau und erfindungsgemäßer
Zusammensetzung erreichte verstärkte Dichtwirkung des
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elastomeren Hüllwerkstoffs gegenüber dem eingelegten
Teil ergibt sich u. a. deshalb, weil das Elastomer beim Aufbringen und Vulkanisieren schwindet und deshalb die
zu schützenden Metallteile fest umspannt. Bei passender konstruktiver Gestaltung kann außerdem erreicht werden,
daß ein in stark strömendem Meßgut zunehmender Staudruck nicht zur Beschädigung der Meßsonde sondern im Gegenteil
zu kraftvollerem Umschließen des metallenen Gerüstes £' durch den Hüllwerkstoff führt. Im übrigen wird die er-
^- 10 forderliche mechanische Steifheit der Meßsonde gegen
Formänderung bei hohen Staudrucken natürlich durch das den elastomeren Hüllwerkstoff stützende, elektrisch
leitende Gerüst gewährleistet.
Gemäß noch weiterer Erfindung kann das metallische Einlageteil der Sonde konstruktiv derart gestaltet werden,
daß ein zum Temperaturko mpensieren benötigter Varistor bzw. Thermistor sowie sämtliche elektrischen Versorgungsleitungen
vor dem Einvulkanisieren zu montieren und anzuschließen sind. Es kann auch eine Zugentlastung für
das Anschlußkabel der Gesamtsonde so gestaltet werden, Q\ daß Beanspruchungen nicht vom Kabel sondern über den
Hüllenkörper auf das metallische Einlagegerüst von diesem
aufgenommen werden.
Gebrauchsmusteranmeldung D 6131
LANG APPARATEBAU GMBH
Anhand der schematischen Darstellung eines Ausfuhrungsbeispiels
werden weitere Einzelheiten der Erfindung erläutert.
In der beigefügten einzigen Figur ist ein Längsschnitt durch eine Moßsonde dargestellt, die als Beispiel zum
Einsatz in sogenannten Durchflußarmaturen konzipiert worden ist. Xn der Zeichnung ist angenommen die Sonde
sei in einen von einem Eingang 1 in Pfeilrichtung 2 zu einem Ausgang 3 durchflossenen Raum 4 eingesetzt.
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Die insgesamt mit 5 bezeichnete Meßsonde besteht erfindungsgemäß
im Prinzip aus einem im wesentlichen durch elektrische Zuleitungen bzw. Gerüstteile 6 und 7>
einem Isolierstoffkörper 8 gebildeten Einlagegerüst sowie aus dem die Außen- und Innen-Form der Sonde 5 bestimmenden
Elastomer-Hüllenkörper 9· Letzterer enthält im Ausführungsbeispiel eine Längsbohrung 10, durch die die zu
untersuchende Flüssigkeit längs der kleinen Pfeile 11
bis zur Ausgangsbohrung 12 und dann zum Ausgang 3 der Armatur fließt. Der entsprechende Veg der Flüssigkeit
wird mit Hilfe von an den Elastomer-Hüllenkörper 9 an-
geformten Dichtkanten 13 an der dem Eingang I zugewandten
Seite der Sonde 5 und durch weitere Dichtkanten lh sowie
ein Anpreßteil 15 am gegenüberliegenden Längsende der
Sonde 5 erzwungen.
Die von Eingang 1 zum Ausgang 3 der Durchflußarmatur
bewegte Flüssigkeit wird in der durch die Elektroden 16, 17 und 18 definierten Meßstrecke 19 bestimmt, indem
ein über die Zuleitungsdrähte 20 und die Gerüstteile 6 und 7t d. h. die elektrischen Zuleitungen zu den Elek
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Gebrauchsmusteranmeldung LANG APPARATCBAU GMBH
D 6131 8
troden 16 bis 18, zugeführter Strom innerhalb der Meßstrecke
19 durch die zu messende Flüssigkeit geleitet und der Widerstand der Flüssigkeit gemessen wird. Vorzugsweise
fließt der Strom zwischen der mittleren Elektrode 17 einerseits und den beiden endständigen Elektroden
16 und 18 andererseits in der Meßstrecke 1°·
Ersichtlich sind alle metallischen Teile der elektrischen Zuleitungen bzw. Gerüstteile 6 und 7 sicher im
Λ ) Elastomer-Hüllenkörper 9 geschützt. Die einzigen mit
der Flüssigkeit in Berührung kommenden Teile, nämlich die Elektroden 16 bis 18, bestehen vorzugsweise aus
Edelmetall, wie Gold, und werden daher erstens nicht von der Flüssigkeit chemisch angegriffen und sind andererseits
leicht mechanisch zu reinigen. Venn die Gerüstteile 6 und 7 aus Edelstahl bestehen, werden für die
Elektroden 16 bis 18 vorzugsweise mit dem Edelstahlgerüst
hart verlötete Edelmetallringe benutzt.
Vor dem Zusammenbau bzw. beim Einlegen in eine zum Verbinden der Gerüstteile 6 und 7 mit dem Elastomer-
\ 20 Hüllenkörper vorgesehenen Verkzeugform werden die Ge-
^ rilstteile zweckmäßig mit Hilfe des Isolierstoffkörpers
8 in die gewünschte räumliche Zuordnung gebracht. Der Isolierstoffkörper 8 kann außerdem einen zum Temperaturkompensieren
vorteilhaften Varistor 21 mit zugehörigem Gehäuse 22 festhalten. Letzteres kann so ausgebildet
sein, daß es außer den Varistor-Zuleitungen 23 auch das nach außen führende Kabel 2U der Meßsonde 5 aufnimmt
und über eine Klemmung 25 eine Zugentlastung des Kabels
2h derart bewirkt, daß auf das Kabel 24 ausgeübter Zug
über das Material des Hüllenkörpers 9 unmittelbar und mittelbar über den Isolierstoffkörper 8 zu den stabilen
Gerüstteilen 6 und 7 weitergeleitet wird.
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Gebrauchsmuster.anmeldung LANG APPARATEBAU GMBH
D 6131
1 se Eingang
2 = Pfeil
3 s Ausgang
4 = Flüssigkeits-Raum
5 «= Meßsonde
_ = elektrische Gerüstteile
8 = Isolierstoffkörper
9 ·= Elastomer-Hüllenkörper
10 = Längsbohrung
11 = kleine Pfeile
12 = Ausgangsbohrung
13 = Dichtkanten 14= Dichtkanten
15 = Anpreßteil
16 bis
18 = Elektroden
19 = Meßstrecke
20 = Zuleitungsdrähte
21 = Varistor
22 = Varistor-Gehäuse
23 = Varistor-Zuleitungen
Zh = Kabel
25 = Klemmung
Claims (1)
- "Elektrische Meßsonde »Schutz ansprüche1. Elektrische Meßsonde zum Erfassen der elektrischenLeitfähigkeit einer Flüssigkeit mit einer von dieser zudurchströmenden und zwischen Elektroden mit einem elektrisehen Strom zu beaufschlagenden Meßstrecke, wobei die . Elektroden von der Flüssigkeit abzuschiremende elektrische Zuleitungen besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Flüssigkeit abzuschirmenden Teile der Zuleitungen ein mechanisch stabilisierendes Einlagegerüst (6, 7) eines mit dem Material der Zuleitungen eine sogenannte Gummi-Metall-Verbindung eingehenden, elektrisch isolierenden und die Form der Sonde (5) bestimmenden Elastomer-Hüllenkörpers (9) bilden.2. Meßsonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Flüssigkeit abzuschirmenden Zuleitungen (6, 7) aus Edelstahl bestehen.3. Meßsonde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Flüssigkeit in Berührung zu bringenden Elektroden (16, 17, 18) mit den Zuleitungen (6, 7) stoffschlüssig verbundene, insbesondere hartverlötete, Edelmetallkörper sind.k. Meßsonde nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomer-Hüllenkörper (9) durch Druck und erhöhte Temperatur vernetzten Kautschuk enthält./10Gebrauchsmusteranmeldung LANG APPARATEBAU GMBHD 6131 105· Meßsonde nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis kt dadurch gekennzeichnet, daß das ihre elektrischen Anschlüsse aufnehmende Anschlußkabel (24) mit einer Zugentlastung zum Einlagegerüst (6, 7) versehen ist.6. Meßsonde nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 zum Messen der Leitfähigkeit einer Flüssigkeit in einer Rohrleitung gekennzeichnet durch die konstruktive Aus- Γ~ \ bildung der Außenform des elastomeren Hüllenkörper-Materials als Dichtelement gegenüber vorgegebenen Rohrleitungsteilen.7· Meßsonde nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen in den Elastomer-Hüllenkörper (9) und das Einlagegerüst (6, 7) integrierten und mit Anschlüssen (23) versehenen Varistor (21) zur Temperatur-Kompensation./11
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19808004928 DE8004928U1 (de) | 1980-02-23 | 1980-02-23 | Elektrische messsonde |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19808004928 DE8004928U1 (de) | 1980-02-23 | 1980-02-23 | Elektrische messsonde |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8004928U1 true DE8004928U1 (de) | 1981-05-21 |
Family
ID=6713162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19808004928 Expired DE8004928U1 (de) | 1980-02-23 | 1980-02-23 | Elektrische messsonde |
Country Status (1)
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---|---|
DE (1) | DE8004928U1 (de) |
-
1980
- 1980-02-23 DE DE19808004928 patent/DE8004928U1/de not_active Expired
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