DK146548B - Tryk- og temperaturfoeler, isaer til affoeling af tryk og temperatur i en forbraendingsmotorcylinder - Google Patents

Description

i 146548 1 Opfindelsen angår en tryk- og temperaturføler, især til afføling af tryk og temperatur i en forbrændingsmotorcylinder og af den i kravets indledning angivne art.

5

Ved en diagnostisk bestemmelse af de tekniske forhold i maskiner, fx forbrændingsmotorer eller kompressorer, er den hyppigste opgave en bestemmelse af tryk og temperaturer i et arbejdsrum. Til dette formål anven-10 des der trykmålere, som er udført på basis af kendte piezoelektriske, kapacitets- eller tensometriske principper, og modstandsmålere., eventuelt termoelementer til afføling af temperaturer.

15 Under arbejde i et medium med en temperatur på mere end 100°C er det til et pålideligt varigt arbejde af trykmåleren nødvendigt at sikre en ekstra køling ved hjælp af et egnet medium, fx ved hjælp af vand eller trykluft. Man kan således ikke på enkel vis sammen-20 bygge en trykføler, der kræver køling, og en temperaturføler, idet kølingen af trykføleren vil forårsage forkerte temperaturmålinger.

Nødvendigheden af anvendelse af køling af trykmåleren 25 fører til en forøgelse af følerens dimensioner, aå at det på de fleste maskiner er umuligt at anbringe føleren tilstrækkeligt nær ved det målte rum, fx i en ma-skincylinder. Trykfølingen må udføres over en forlængelsesansats, der forvrænger det målte forløb.

30

Ved anvendelse af gængse følere, der kræver køling af trykmåleren, bliver hele den diagnostiske indretning meget kompliceret, navnlig ved en samtidig måling på et større antal cylindre. Det er fx nødvendigt ved 2 146548 1 målinger på cylindrene i en tolvcylinder-forbræn- dingsmotor at sikre og at overvåge et forstyrrelsesfrit forløb af 24 målere og af 12 tilførselssteder for kølemedium, dvs i alt 36 krævende afgreningsste-5 der.

Under disse betingelser forekommer det, at pålideligheden af den diagnostiske anordning alt i alt er ringere end pålideligheden af det kontrollerede produkt.

10

Den foreliggende opfindelse tager sigte på at angive en tryk- og temperaturføler, især til afføling af tryk og temperatur i en forbrændingsmotorcylinder, ved hvilken de ovenfor nævnte ulemper er undgået, og 15 dette opnås ifølge opfindelsen ved, at føleren er udformet som angivet i kravets kendetegnende del.

Ved denne udformning opnår man, at føleren kan arbejde uden hjælpekøling, idet den anvendte tensome-20 triske vikling har en modstand, der kun har en lille afhængighed af temperaturen, og idet denne temperaturafhængighed yderligere kompenseres ved hjælp af den nævnte tensometriske kompensationsvikling. Samtidig opnår man, at den kombinerede føler i længere tid un-25 der drift kan udsættes for høje temperaturer, fx op til 600°C, uden at den bliver beskadiget, eller der indtræder en ændring af følsomheden. Derved eliminerer kompensationsviklingen indflydelsen af de sædvanligt optrædende elektriske og magnetiske forstyrrel-30 sesfelter. Pøleren har en opbygning, hvor beskyttelsesrøret for temperaturmåleren er anbragt inde i trykrøret for trykmåleren og således afgrænser den ring-. spalte, der står i forbindelse med det kammer, i hvilket trykket ønskes målt. Dette bevirker en meget 146548 3 1 kompakt føler.

Føleren ifølge opfindelsen har på grund af sin konstruktion følgende fordele i forhold til de sædvan-5 ligt anvendte kombinerede trykfølere med temperatur følere: Føleren får væsentlig mindre dimensioner, og således bliver det muligt at anbringe den på et ønsket måle-10 sted. Man får mulighed for en samtidig afføling af et stort antal forløb under driftsbetingelser. Man er uafhængig af et kølemedium. Der fås en fordelagtig liniær afhængighed mellem det målte tryk og det tilsvarende elektriske signal. Der er mulighed for anven-15 delse af en vilkårlig temperaturføler. Man opnår en væsentlig formindskelse eller ophævelse af temperaturens indflydelse på en forvrængning af de målte trykforløb. Man undgår lange indikationskanaler og disses ufordelagtige indflydelse på det egentlige 20 forløb af de målte tryk. Endvidere fås lavere fremstillingsomkostninger. Endelig opnår man også en lettere montage og en nedsættelse af antallet af følere på den kontrollerede maskine.

25 Opfindelsen forklares nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser et snit gennem en udførelsesform for føleren langs et Dian. der er ført 30 gennem en lodret akse i føleren, og fig. 2 viser det samme set fra oven.

Føleren har et massivt hus 1, der byder en fuldkommen beskyttelse for måleelementerne i føleren og af hensyn til en let montage har en sekskantet ydre form.

4 146548 1 I huset 1 er der lejret et trykrør 2, der er forbundet med huset ved hjælp.af et gevind, som er aftæt-net ved svejsning ved enden eller ved hjælp af hårdlodning. Trykrøret 2 er på overfladen forsynet 5 med et lag af isolationsglimmerlak, der danner en elektrisk isolation, som er modstandsdygtig mod høje temperaturer. På overfladen af trykrøret er der med forspænding opviklet en aktiv tensometrisk vikling 3.

En ende på viklingen 3 er svejset til trykrøret 2, 10 og den anden ende af viklingen til en nedre ring 4.

Ringen 4 er i forhold til trykrøret 2 isoleret ved hjælp af et isolationslag 6. I trykrøret 2 er der indlagt et beskyttelsesrør 7 for temperaturmåleren, hvilket rør er forbundet med trykrøret 2 ved svejs-15 ning eller ved hjælp af hårdlodning. Mellem beskyttelsesrøret 7 og målerøret 2 findes en snæver ringspalte, der står i forbindelse med det rum, fortrinsvis et cylinderrum i en forbrændingsmotor, i hvilket tryk og temperatur skal måles. Beskyttelses-20 røret 7 er i sin øverste del på overfladen forsynet med en særlig isolationslak, og på denne del er der påviklet en tensometrisk kompensationsvikling 8. Den ene ende af denne vikling er svejset til beskyttelsesrøret 7, og den anden ende til en øverste ring 5, 25 der ligesom ringen 4 ved hjælp af isoleringslaget 6 er isoleret over for beskyttelsesrøret 7. Til den øverste og den nederste ring henholdsvis 4 og 5 er der svejset varmebestandige kabler 9, der er ført ud af føleren gennem rør 10. I beskyttelsesrøret 7 er 30 der indlagt en holder 11 for temperaturføleren, og denne holder er fastgjort til beskyttelsesrøret ved hjælp af en flange 12, fig. 2. Den nederste ende af holderen 11 har en ansats 13, der ved hjælp af et isoleringslag 14 er isoleret over for holderen 11, 5 U6548 1 hvilket isoleringslag lige som isoleringslaget 6 kan være en glassmelte eller bestå af en keramisk kittet ring eller være udført som et lag af en isolationslak.

5

Holderen 11 er på sin nederste del på overfladen forsynet med en glimmerisoleringslak, og på dette sted er der på holderen påviklet en modstandsvikling 15 til temperaturmålinger. Den ene ende af vik- 10 lingen 15 er svejset til holderen 11, den anden ende til ansatsen 13. Til den nederste ende af ansatsen 13 er der svejset et varmebestandigt kabel l6, der er ført gennem en åbning i ansatsen 13 og ud af føleren gennem hulrummet i holderen 11.

15

Den tensometriske kompensationsvikling 8 tjener på kendt vis til udligning af fejl, der opstår ved temperaturændringer i føleren.

20 Føleren ifølge opfindelsen arbejder som følger:

En ændring af det målte tryk, fx i en cylinder i en forbrændingsmotor, forårsagen en ændring, der giver en forøgelse eller formindskelse af diameteren af 25 trykrøret 2. Derved bliver også længden af den aktive tensometriske vikling ændret, hvad der forårsager en ændring af modstanden i denne vikling. Modstandsændringen bevirker på kendt vis en ændring af en strøm eller en spænding, hvilken ændring detekteres 30 i en målekreds. En ændring af temperaturen i cylinderen bevirker en ændring af modstanden i viklingen 15.

Denne ændring kan ligeledes detekteres i en kendt målekreds.

6 146548 1 Føleren ifølge opfindelsen kan ikke blot være en del af en diagnostisk måleteknik, man kan også danne et stadigt, let justerbart udstyr for vigtige maskiner eller anlæg, og dette udstyr muliggør så en løbende 5 kontrol af vigtige driftsværdier, fx forløbet af tryk og temperatur, og eventuelt også en signalisering af en overskridelse af de givne værdier. Føleren ifølge opfindelsen kan også være en del af det gængse udstyr i prøvningssteder for producenter og 10 brugere.