DE9217348U1

DE9217348U1 - Sicherheitsmeßfühler

Info

Publication number: DE9217348U1
Application number: DE9217348U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-12-18
Filing date: 1992-12-18
Publication date: 1993-04-08
Anticipated expiration: 2002-12-19

Description

Sicherheitsmeßfühler

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsmeßfühler zur Durchflußüberwachung eines strömenden Mediums nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und 7.

Meßfühler zur Durchflußüberwachung sind aus den Schriften DE 3213902 Al oder der DE 3713981 Al bekannt. Diese Schriften befassen sich insbesondere mit der Konstruktion des Meßsystems. Über besondere Konstruktionsmerkmale, wie sie z. B. für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen erforderlich sind, geben diese Schriften aber keine Hinweise.

Die Durchflußüberwachung strömender explosiver Medien erfordert besondere technische Daten und Maßnahmen des Explosionsschutzes. Insbesondere muß zwischen dem Sensorsystem und dem äußeren elektrischen Anschluß eine flammendurchschlagsichere Einrichtung vorhanden sein. Bei elektrischen Systemen müssen die Anschlußdrähte durch diese Sicherung hindurch in den Außenraum geführt sein.

Meßfühler der in Frage stehenden Art sind in der Regel für den Einbau in beengten Verhältnissen vorgesehen. Sie sind daher klein und gedrängt aufgebaut, und es bereitet Schwierigkeiten, die vorgeschriebenen Einrichtungen zu realisieren. Als eine bekannte technische Lösung wird als solche Einrichtung ein PTFE (Teflon)-Stab verwendet, der in das Gehäuse eingepreßt ist, und durch den die Anschlußdrähte durch Bohrungen von einer

Mindestlänge von 40 mm hindurchgeführt sind. Die Realisierung dieser Lösung ist kostenaufwendig und bei kleinen Systemen kaum zu realisieren. Es sind auch Lösungen bekannt geworden, bei denen organische Gießharze, z. B. Epoxidharz verwendet sind. Diese Harze haben jedoch den Nachteil, daß sie langwirkenden Temperatureinwirkungen nicht widerstehen, daß sie brennbare Eigenschaften haben, daß sie chemisch angegriffen werden können und daß sie bei dem Zulassungsverfahren eine Anwendungseinschränkung für den Meßfühler mit sich bringen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine flammendurchschlagsichere Einrichtung für einen Meßfühler nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und 7 zu realisieren, der die genannten Nachteile nicht aufweist, von der Temperatur und von der chemischen Belastbarkeit her höchste Resistenz besitzt, und der in einem einfachen Verfahren in das Meßgehäuse eingebracht werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die in dem Patentanspruch 1 ,7 genannten Merkmale gelöst.

Die Verwendung von keramischen Vergießmassen, die von dem pulverförmigen Zustand durch Zusatz von Wasser in den fließfähigen Zustand versetzt werden, erzeugen Gießkörper, die insbesondere in metallische Innenräume eingebracht, alle Anforderungen erfüllen. Neben einer hohen Temperaturresistenz werden sie auch chemisch, insbesondere von organischen Substanzen, nicht angegriffen. Von besonderer Bedeutung sind hier die Werkstoffe auf der Bausis von Oxyden und/oder Silikaten oder Karbiden des Aluminiums,Zirkons,Magnesiums oder Siliziums, die vorzugsweise durch Zusatz von Wasser anrührbar sind. Der mit dem oben genannten Verfahren erhaltene Gieß-

Gießkörper ist daher insbesondere für die Anwendung in explosionsgefährdeten Bereichen geeignet. Durch das gute Fließverhalten paßt sich der Gußkörper besonders gut in Hinterschneidungen des Metallkörpers ein, so daß auch hochdruckfeste Und spaltfreie Durchführungen entstehen. Werden für die Durchführungsdrähte keramik- oder glas seideumhüllte Drähte verwendet, so vermischt sich das keramische Gießmaterial mit dem Isolationsgewebe, so daß Drahtdurchführungen entstehen, die Einschmelzeigenschaften aufweisen. Durch den Zusatz von Keramikfasern in dem Keramik-Vergießmaterial kann die natürliche Bruch empfindlichkeit des Materials herabgesetzt werden und eine Anpassung an den Warmeausdehnungskooffizienten des umgebenden Metalls erzielt werden. Es ist auch denkbar, der Keramik-Vergießmasse andersgeartete Fasern sowie organischer, wie metallischer Art zuzusetzen, um besondere Dehnungseigenschaften zu erzielen. Insbesondere um die Druck- und Diffusionsdichtigkeit des keramischen Materials zu optimieren, können Substanzen eingesetzt werden, die zum Teil noch in dem Material vorhandene Poren auffüllen. Hierzu sind insbesondere Werkstoffe auf organischer Basis, wie z. B. Silikon, oder auf anorganischer Basis, wie z. B. Kieselsäure, geeignet.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert.

Der Sicherheitsmeßfühler besteht nach Figur 1 aus dem Meßfühlergehäuse 1. Im Bereich der Anschlußdrähte 2 ist das Meßgehäuse geöffnet. Mit Hilfe des Gewindes wird es in einen Behälter hineingeschraubt. Stirnseitig

weist das Meßgehäuse einen zylindrischen Meßstift 4 auf. Innerhalb dieses Meßstiftes ist das Meßsystem 5 eingebracht. Es ist in Harz eingebettet 6. Der Innenbereich des Meßgehäuses weist zahlreiche Hinterschneidungen in der Metallwandung auf 7. Der an das Harz 6 anschließende Innenbereich des Meßgehäuses ist mit Keramik-Vergießmaterial 8 aufgefüllt. Durch dieses Vergießmaterial hindurch sind die Polyimidisolierten Drähte des Meßsystems hindurchgeführt. Im geöffneten Bereich des Meßgehäuses 10 ist eine Platine vorgesehen, an die die Anschlußdrähte des Meßsystems 5 herangeführt sind. Auf der Platine sind Bauelemente aufgebracht, die der Signalverarbeitung des von dem Sensor gelieferten elektrischen Signals dienen. Der offene Bereich des Sensorgehäuses 10 ist durch ein gefülltes Epoxidharz aufgefüllt. Die Anschlußdrähte 2 des so beschriebenen Sicherheitsmeßfühlers sind entweder direkt durch eine Verschraubung in den Außenraum geführt oder sind mit einem Steck/Klemmanschluß 12 verbunden.

Diese anhand der Figur 1 beschriebene Technik ist nicht nur auf die Anwendung für Meßfühler zur Durchflußüberwachung eingeschränkt, sondern sie kann auch dazu verwendet werden, ein stirnseitig in einem Meßgehäuse eingebautes Meßsystem, &zgr;. &Bgr;. eine Spule eines induktiven Initiators, sicher vom Außenraum zu trennen Fig.2. Der besondere Vorzug keramischer Vergußmaterialien besteht insbesondere auch darin, daß die Keramikblocklänge kürzer gewählt werden kann, als dies bei der Verwendung organischer Blöcke zulässig wäre.

Claims

i s &rgr; r ü c h e Sicherheitsmeßfühler

1. Sicherheitsmeßfühler zur Durchflußüberwachung eines strömenden Mediums, der gefertigt ist aus einem in eine Wandung vorzugsweise einschraubbaren Meßgehäuse, welches einen in die Strömung hineinragenden zylindrisch ausgebildeten Meßstift aufweist, der nur zum Innenraum des Meßgehäuses weisend geöffnet ist, und der mit der Innenwandung des Meßstiftes in wärmeleitenden Kontakt gebrachte elektrische Funktionselemente enthält, wobei die elektrischen Funktionselemente aus mindestens zwei Temperaturmeßelementen und mindestens einem Heizelement oder einem ersten Temperaturmeßelement und einem zweiten Temperaturmeßelement, welches durch einen erhöhten Eigenstrom direkt geheizt ist, bestehen, mit Funktionselementen, die auf einen Träger aufgebracht sind, der in den zylindrischen Teil des in die Strömung hineinragenden Meßstiftes von innen eingeschoben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Meßgehäuses in dem Bereich, zwischen dem die Funktionselemente enthaltenden Meßstift und den von außen in das Gehäuse eingeführten elektrischen Anschlüssen mit einem Keramik-Vergießmaterial aufgefüllt ist, und daß die elektrischen Anschlußdrähte der in dem Meßstift befindlichen Funktionselemente durch dieses Material hindurchgeführt sind.

2. Sicherheitsmeßfühler nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Keramik-Vergießmaterial auf der Basis von Oxyden und/oder Silikaden oder Karbiden des Aluminiums, Zirkons, Magnesiums oder Siliziums hergestellt ist.

3. Sicherheitsmeßfühler nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Keramik-Vergießmaterial vorzugsweise durch Zusatz von Wasser anrührbar ist.

4. Sicherheitsmeßfühler nach Anspruch 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß das Keramik-Vergießmaterial auch organische Zusätze oder Fasern,mineralische oder metallische Fasern enthält.

5. Sicherheitsmeßfuhler nach Anspruch 1-4 dadurch gekennzeichnet, daß in das Meßgehäuse in seinem endseitigen, den elektrischen Außenanschluß enthaltenden Teil, eine vorzugsweise in Epoxidharz eingebettete und mit elektrischen Bauelementen versehene Platine eingebracht ist.

6. Sicherheitsmeßfühler nach Anspruch 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Keramik-Material hindurchgeführten Anschlußdrähte mit Glasseide, Keramikseide, Polyimid oder. Teflon elektrisch isoliert sind.

Sicherheitsmeßfühler zur berührungslosen Erfassung von Gegenständen oder Werkstoffen, der gefertigt ist aus einem in eine Wandung vorzugsweise einschraubbaren Meßgehäuse, wobei die Wandung Zonen unterschiedlicher Explosionsgefährdung voneinander trennt, mit einem stirnseitig geschlossenen Meßgehäuseteil, in dessen inneren Bereich ein Sensorsystem eingebaut ist, mit Sensorsystemen, die auf induktiven, kapazitiven, optischen oder akustischen Wickungsprinzipien beruhen, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Meßgehäuses in dem Bereich,zwischen dem das sensorische System und den von außen in das Gehäuse eingeführten elektrischen Anschlüssen mit einem Keramik-Vergießmaterial aufgefüllt ist, und daß die elektrischen Anschlußdrähte des stirnseitig eingebrachten Sensorsystems durch dieses Material hindurchgeführt ist.