EP2409119A1 - Multi-sensor head - Google Patents

Multi-sensor head

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Publication number
EP2409119A1
EP2409119A1 EP10707800A EP10707800A EP2409119A1 EP 2409119 A1 EP2409119 A1 EP 2409119A1 EP 10707800 A EP10707800 A EP 10707800A EP 10707800 A EP10707800 A EP 10707800A EP 2409119 A1 EP2409119 A1 EP 2409119A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
sensor head
head
sensors
location
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10707800A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Josef Glaser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kistler Holding AG
Original Assignee
Kistler Holding AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kistler Holding AG filed Critical Kistler Holding AG
Publication of EP2409119A1 publication Critical patent/EP2409119A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/30—Supports specially adapted for an instrument; Supports specially adapted for a set of instruments
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245—Housings for sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass

Definitions

  • the invention relates to a multi-sensor head for installation in an installation opening of a process exposable workpiece, a measuring system with a multi-sensor head, the use of two or more sensors of different types in.
  • combination sensors are known in which, for example, two or more elementary sensors are permanently installed in a common housing.
  • a combination sensor is disclosed, for example, in AT 505 077 A2, which comprises a pressure sensor which can be inserted into a bore opening into a combustion chamber of an internal combustion engine, wherein the pressure sensor has an optically opening into the combustion chamber light guide, wherein in the mouth region in the Combustion chamber provided an optical coupling element. see is.
  • AT 505 077 A2 which comprises a pressure sensor which can be inserted into a bore opening into a combustion chamber of an internal combustion engine, wherein the pressure sensor has an optically opening into the combustion chamber light guide, wherein in the mouth region in the Combustion chamber provided an optical coupling element. see is.
  • an optical measurement and a pressure measurement in the smallest space is thus possible at the same time.
  • Such combination sensors are also known in other embodiments in the prior art.
  • the temperature may be important in addition to a measurement signal that is actually of interest because the actual measurement signal of interest is influenced by the temperature and the temperature signal is therefore required for correction.
  • combination sensors which additionally comprise a temperature sensor, for example in the form of a thermocouple.
  • a central measuring range such as the pressure in the combustion chamber of an internal combustion engine, in combination with several other variables, for example in combination with the temperature or a heat flow, or the pressure in combination with a strain measurement or an optical measurement, etc. must be determined.
  • a corresponding set of different combination sensors must be made available, each of which comprises, for example, a pressure sensor and in each case a further additional sensor for measuring a further parameter of interest.
  • the object of the invention is therefore to provide a novel muI tisensorkopf which avoids the known from the prior art disadvantages, and the simultaneous measurement of several phenomena on one and the same assembly allows the sensor to be exchanged without changing the sensor head when changing to a different type of sensor.
  • the invention thus relates to a multi-sensor head for installation in an installation opening of a workpiece which can be exposed to a process, wherein the multi-sensor head comprises a first sensor location for receiving a first sensor, and at least one second sensor location for receiving a second sensor, so that first with the first sensor Measurement data and with the second sensor second measurement data can be detected.
  • the second sensor location is configured in such a way and arranged in the multi-sensor head that it can be equipped interchangeably with sensors of different types in order to carry out a measurement.
  • the invention further relates to a measuring system with a multi-sensor head, the use of two or more replaceable sensors of different types in a multi-sensor head, as well as a workpiece with a multi-sensor head of the present invention.
  • the multi-sensor head of the present invention thus makes it possible for the first time to carry out a plurality of different measured variables at one and the same mounting location in different sensor combinations, without the multisensor head having to be exchanged expensively when changing over to a sensor of a different type.
  • the multi-sensor head according to the invention does not have to be disassembled and replaced by another sensor head comprising the required sensor, but the sensor that is no longer needed can simply be removed from its sensor location of the multi-sensor head and against a sensor other type, which is needed for the planned new measurement, without having to remove the multi-sensor head.
  • connection cable of a thermocouple of course has different requirements for the connections, lines and insulation than, for example, a piezoelectric measuring element.
  • the multi-sensor head has no connection cabling of the interchangeable sensors.
  • the most important feature of the multisensor is that it allows as many measurements as possible simultaneously and in flexible combinations with as few holes in the process area as possible.
  • the invention further relates to the use of two or more sensors of different types in a multi-sensor head of the present invention, wherein the sensors of different types are designed such that they can be placed interchangeably in one and the same sensor location of the multi-sensor head.
  • the invention also relates to a measuring system for measuring a measured variable in a workpiece comprising a multi-sensor head according to the invention, and a sensor which is suitable for installation in the multi-sensor head.
  • the invention also includes a process exposable workpiece, which in particular comprises a process space, wherein the process space in particular a heat engine, a Hubkolbenbrennkraftmaschine, a rotary piston engine, a gas turbine, an aircraft engine, an injection molding machine or an injection molding tool with a in an opening of the Workpiece built multi-sensor head of the present invention.
  • a process space in particular a heat engine, a Hubkolbenbrennkraftmaschine, a rotary piston engine, a gas turbine, an aircraft engine, an injection molding machine or an injection molding tool with a in an opening of the Workpiece built multi-sensor head of the present invention.
  • FIG. 1 shows a multi-sensor head according to the invention for receiving two replaceable sensors
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment with a non-exchangeable base sensor
  • FIG. 3 shows a further embodiment according to FIG. 2;
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment according to FIG. 3 with space-optimized base sensor
  • FIG. 5 shows a second embodiment according to FIG. 2 with a central clearance in the base sensor
  • FIG. 6 shows a two-part multi-sensor head with base part and supplementary part
  • FIG. 7 shows a second embodiment according to FIG. 6;
  • FIG. 8 shows a triple multi-sensor head with an additional sensor in the base sensor.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first simple embodiment of a multi-sensor head according to the invention for accommodating two exchangeable sensors, wherein the multi-sensor head according to the invention is designated in the following by the reference numeral 1.
  • the multi-sensor head 1 is installed in a cylinder head 3 of an internal combustion engine in an installation opening 2 in order to carry out different measurements in the combustion chamber 31.
  • the multi-sensor head 1 in this case comprises two sensor locations 4, 5, which are both designed in the form of a bore such that each of the two sensor locations 4, 5 can be equipped interchangeably with sensors 41, 51, 52 of different types for performing different measurements.
  • the bore preferably comprises a screw connection which is not explicitly shown in FIG. 1, so that the exchangeable sensor 41, 51, 52 can simply be screwed into the bore.
  • the sensors of different types can each measure a different physical measured variable, and / or have a different measuring principle, and / or have a different sensitivity or a different measuring range.
  • 2 shows an embodiment with a centrally arranged first sensor 41 is shown schematically, in which case the first sensor 41 is a non-exchangeable base sensor 61, and a second sensor location 5 with respect to a central axis of the multi-sensor head 1 asymmetric in the shell of Base tank head 1 is arranged.
  • the non-exchangeable base sensor 61 is a pressure sensor 61, the second sensor location 5 not being equipped here with a sensor 51, 52, eg a thermocouple for surface temperature measurement.
  • a base variable such as, for example, the pressure in a process chamber 31 of the workpiece 3 has to be measured successively simultaneously with several other variables.
  • the pressure and the temperature in the process chamber 31 can be measured at the same time.
  • the temperature sensor 51, 52 which is provided exchangeably in the sensor station 5, is then exchanged for a sensor 51, 52 of a different type in order to measure another quantity simultaneously with the pressure in the further measurement.
  • the sensor 41, 51, 52, 61 may, for example, a sensor for measuring a heat flow, or a temperature, or an acceleration, or an optical signal, or a sensor for determining the top dead center in a Hubkol- benmaschine, or a sensor for measuring a distance, or a deformation, or a force, or a pressure.
  • the sensor 41, 51, 52, 61 is in particular a piezoelectric sensor, a piezoresistive sensor, a sensor with a thermocouple or a temperature-dependent e- lektrischen resistance or a semiconductor diode, or the sensor 41, 51, 52, 61 is a frequency-analog Sensor, a - Q_
  • Capacitive sensor an inductive sensor, an optical sensor, a mechanical sensor, a sensor with a strain gauge or a sensor with a Hall element.
  • the process space 31 of the workpiece 3 is in particular a combustion chamber of a heat engine, in particular a cylinder of a reciprocating internal combustion engine, or a combustion chamber of a
  • Rotary piston engine, or a process chamber 31 of a turbine, in particular a gas turbine or an aircraft engine, or the process chamber 31 is a space of an injection molding machine or an injection molding tool.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment according to FIG. 2 with a first sensor location 4, in which a first sensor 41 is provided as a permanently installed base sensor 61, in which case a relatively larger one in the second sensor location 5, in contrast to FIG second sensor 51, 52 is installed and the base sensor space 6 and the second sensor location 5 are arranged substantially symmetrically to the central axis of the multi-sensor head 1.
  • Fig. 4 shows an embodiment according to FIG. 3 with a space-optimized first sensor 41, which is installed as a fixed
  • a second sensor location 5 is also used here
  • Receiving a second sensor 51, 52 is provided.
  • the base sensor 61 is installed extremely space-saving in the multi-sensor head 1, so that sufficient installation space for the replaceable sensors 51, 52 remains.
  • Multi-sensor head 1 and more than a second sensor slot 5 for receiving replaceable sensors 51, 52 may be provided, whereby the inventive multi-sensor head 1 still more flexible and easier to use, because at the same time more than two measurands in the process chamber 31 can be measured.
  • the first sensor location 4 and / or the second sensor location 5 and / or the basic sensor location 6 can in particular also be configured and arranged in the multi-sensor head such that in the first sensor location 4 and / or in the second sensor location 5 and / or in the base sensor location 6 two or more sensors of the same or different types can be placed simultaneously.
  • FIG. 5 shows a second exemplary embodiment according to FIG. 4 with a second sensor space 5 in the base sensor 61 designed as a centric free space 5, in which centric free space 5, for example, a heat flow with an exchangeable heat flow sensor 51, 52 in the process space 31 is particularly advantageous leaves while.
  • a base size such as the pressure or the temperature in the process chamber 31, can be monitored simultaneously with the permanently installed sensor 41, 61. If, for another application, not the heat flow but, for example, a temperature is required, the heat flow sensor 51, 52 can simply be exchanged for a temperature sensor 51, 52.
  • FIG. 6 a two-part multi-sensor head 1 with a base part 7 and an additional part 8 is shown schematically in FIG. 6, which are assembled detachably at a separation point II.
  • the replaceable sensor 51, 52 is thus not screwed into a bore, as was explained with reference to FIG. 1 by way of example. Rather, the replacement of the sensor 51, 52 take place in that the supplementary part 8, in which a sensor of a certain type is provided, against another supplementary part 8aded- is replaced, which contains a sensor of a different type.
  • the sensor 51, 52 can of course also be provided interchangeably in the supplementary part 8, so that when changing to another sensor 51, 52 not the entire supplemental part 8 is replaced, but only the sensor 51, 52 in the supplementary part 8 is exchanged.
  • a second embodiment according to FIG. 6 is shown, in which a deformation sensor 51, 52 is provided in the supplementary part 8, which is placed on the base part 7 at the separation point II, and in the base part 7, a first sensor 41 in a first Sensor location 4 is provided, wherein the first sensor 41 may be either a replaceable sensor or a non-replaceable base sensor 61.
  • a triple multi-sensor head 1 will be explained with reference to FIG. 8 which, in addition to the second sensor 51, also has a third additional sensor 52 in the first sensor 41, which in the present example is designed as a non-exchangeable base sensor 61.
  • This is a particularly compact design, since the replaceable sensor 52 is provided within the first sensor 41 and thus requires virtually no additional space.
  • Another advantage of the multi-sensor head 1 is that in a preferred embodiment, one or more of the sensors 41, 51, 52 is interchangeable while the multi-sensor head 1 remains installed in the mounting hole 2. This is particularly advantageous when the expansion of the multi-sensor head 1 is expensive. A special effort is given, for example, if the multi-sensor head 1 must be aligned very plane to a tool wall, seals a pressurized or filled with a liquid process chamber 31 or if he from his R ⁇ uss, which is only accessible after a lot of disassembly work, is installed on the front. An interchangeability of one or more sensors 41, 51, 52 in the installed state of the multi-sensor head 1 then saves a lot of work.
  • one or more sensor locations 4, 5 are preferably designed and arranged in the multi-sensor head such that an exchange of one or more sensors 41, 51, 52 in the installed state of the multi-sensor head 1 in a workpiece 3 can be performed.

Abstract

The invention relates to a multi-sensor head (1) for installation in an installation opening (2) of a workpiece (3) that can be exposed to a process, wherein the multi-sensor head comprises a first sensor site (4) for receiving a first sensor (41) and at least one second sensor site (5) for receiving a second sensor (51, 52), so that first measured data can be captured with the first sensor (41) and second measured data with the second sensor (51, 52). According to the invention, the second sensor site (5) is designed and disposed in the multi-sensor head (1) such that it can be equipped with sensors (51, 52) of different types for performing a measurement. The invention further relates to a measurement system using a multi-sensor head (1), to the use of two exchangeable sensors (51, 52) of different types in a multi-sensor head (1), and to a workpiece (3) having a multi-sensor head (1) of the present invention.

Description

MultisensorkopfMulti-sensor head
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft einen Multisensorkopf zum Einbau in eine Einbauöffnung eines einem Prozess aussetzbaren Werk- Stücks, ein Messsystem mit einem Multisensorkopf, die Verwendung zweier oder mehrerer Sensoren verschiedenen Typs in. einem Multisensorkopf, sowie ein Werkstück mit einem Prozessraum bestückt mit einem erfindungsgemässen Multisensorkopf.The invention relates to a multi-sensor head for installation in an installation opening of a process exposable workpiece, a measuring system with a multi-sensor head, the use of two or more sensors of different types in. A multi-sensor head, and a workpiece with a process chamber equipped with a multi-sensor head according to the invention.
Stand der TechnikState of the art
Im Stand der Technik sind eine Vielzahl unterschiedlicher Sensoren zur Messung verschiedenster Messgrössen bekannt. Immer wichtiger werden dabei Sensoren, die zum Beispiel Temperatur, Wärmestrom, Beschleunigung, Licht, Weg, Verformung, Druck oder andere Daten von Maschinen oder Werkzeugen erfas- sen, um bestimmte Betriebszustände zu analysieren, zu überwachen oder um diese Einrichtungen zu steuern oder zu regeln.In the prior art, a variety of different sensors for measuring a variety of metrics are known. Sensors that record, for example, temperature, heat flow, acceleration, light, travel, deformation, pressure or other data from machines or tools are becoming more and more important in order to analyze, monitor or control certain operating conditions ,
Oftmals ist es dabei notwendig, mehrere interessierende Messgrössen gleichzeitig bzw. möglichst am gleichen Ort zu messen. Es sind daher Kombinationssensoren bekannt, bei welchen zum Beispiel zwei oder mehrere Elementarsensoren in einem gemeinsamen Gehäuse fest verbaut sind. Ein solcher Kombinationssensor ist zum Beispiel in der AT 505 077 A2 offenbart, der einen Druckaufnehmer umfasst, der in eine in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine mündende Bohrung einsetzbar ist, wobei der Druckaufnehmer einen optisch in den Brennraum mündenden Lichtleiter aufweist, bei welchem im Mündungsbereich in den Brennraum ein optisches Einkoppelelement vorge- sehen ist. Mit dem Kombinationssensor der AT 505 077 A2 ist somit gleichzeitig eine optische Messung und eine Druckmessung auf kleinstem Raum möglich. Dabei sind solche Kombinati- onssensoren im Stand der Technik durchaus auch in anderen Ausführungsformen bekannt. Beispielsweise kann neben einem eigentlich interessieren Messsignal auch die Temperatur von Bedeutung sein, weil das eigentlich interessierende Messsignal von der Temperatur beeinflusst und das Temperatursignal daher zur Korrektur benötigt wird. Für solche Aufgaben sind Kombinationssensoren bekannt, die zusätzlich einen Temperatursensor, zum Beispiel in Form eines Thermoelements umfassen.Often it is necessary to measure several quantities of interest at the same time or, if possible, at the same place. Therefore, combination sensors are known in which, for example, two or more elementary sensors are permanently installed in a common housing. Such a combination sensor is disclosed, for example, in AT 505 077 A2, which comprises a pressure sensor which can be inserted into a bore opening into a combustion chamber of an internal combustion engine, wherein the pressure sensor has an optically opening into the combustion chamber light guide, wherein in the mouth region in the Combustion chamber provided an optical coupling element. see is. With the combination sensor of the AT 505 077 A2, an optical measurement and a pressure measurement in the smallest space is thus possible at the same time. Such combination sensors are also known in other embodiments in the prior art. For example, the temperature may be important in addition to a measurement signal that is actually of interest because the actual measurement signal of interest is influenced by the temperature and the temperature signal is therefore required for correction. For such tasks, combination sensors are known which additionally comprise a temperature sensor, for example in the form of a thermocouple.
Aus der US 2003/0145646 ist eine Vorrichtung bekannt, der an bestimmten, entsprechend vorbereiteten und bereits mit pas- senden Anschlussleitungen versehenen Stellen Sensorelemente eines vorbestimmten Typs aufnehmen können. Diese Sensorelemente sind allerdings alleine für sich nicht ' verwendbar, da ihnen die Anschlussleitungen fehlen. Nachteilig ist zudem, dass sie beim Tausch zerlegt werden müssen.From US 2003/0145646 a device is known which can receive sensor elements of a predetermined type at certain, suitably prepared and already provided with suitable connecting lines. However, these sensor elements are not used by themselves ' because they lack the connection lines. Another disadvantage is that they have to be disassembled during the exchange.
Aus der EP 1415698 ist ein weiterer Kombinationssensor bekannt, der mehrere fix eingebaute Sensorelemente aufweist.From EP 1415698 a further combination sensor is known which has a plurality of permanently installed sensor elements.
Häufig stellt sich jedoch die Aufgabe, dass an einem Messobjekt, zum Beispiel in einem Verbrennungsraum einer Brennkraftmaschine, einer Turbine oder zum Beispiel an einer Spritzgussmaschine oder einem Spritzgusswerkzeug mehrere Messgrössen gleichzeitig gemessen werden müssen. Oft stehen dann nicht genügend Montagepositionen zur Verfügung oder es müssen mit grossem Aufwand entsprechend viele Montagepositionen geschaffen werden. Ist dies nicht möglich, müssen die notwendigen Messungen zeitlich nacheinander vorgenommen wer- den oder es müssen teure Kombinationssensoren verwendet werden, in welchen verschiedene Typen von Sensoren gleichzeitig fest verbaut sind.Frequently, however, the task arises that on a measurement object, for example in a combustion chamber of an internal combustion engine, a turbine or, for example, on an injection molding machine or an injection molding tool several metrics must be measured simultaneously. Often then are not enough mounting positions available or it must be created with great effort correspondingly many mounting positions. If this is not possible, the necessary measurements must be taken one after the other the or expensive combination sensors must be used in which different types of sensors are installed at the same time.
In der Praxis ist es dabei oft so, dass eine zentrale Mess- grosse, wie zum Beispiel der Druck im Brennraum eines Verbrennungsmotors , in Kombination mit mehreren anderen Grossen, zum Beispiel in Kombination mit der Temperatur oder einem Wärmestrom, oder der Druck in Kombination mit einer Dehnungsmessung oder einer optischen Messung usw. bestimmt wer- den muss. Dann muss ein entsprechender Satz von verschiedenen Kombinationssensoren zur Verfügung gestellt werden, von denen jeder beispielsweise einen Drucksensor und jeweils einen weiteren zusätzlichen Sensor zur Messung einer weiteren interessieren Messgrösse umfasst.In practice, it is often the case that a central measuring range, such as the pressure in the combustion chamber of an internal combustion engine, in combination with several other variables, for example in combination with the temperature or a heat flow, or the pressure in combination with a strain measurement or an optical measurement, etc. must be determined. Then, a corresponding set of different combination sensors must be made available, each of which comprises, for example, a pressure sensor and in each case a further additional sensor for measuring a further parameter of interest.
Zur Ermittlung eines kompletten Satzes interessierender Mess- grössen müssen daher in einer aufwändigen Prozedur nacheinander die verschiedenen Kombinationssensoren montiert und wieder demontiert werden oder es muss eine ganze Reihe von Montagepositionen zur Verfügung gestellt werden, wenn mehr Grös- sen gleichzeitig erfasst werden müssen als ein Kombisensor erfassen kann, so dass mehrere Kombinationssensoren gleichzeitig installiert werden können, was sehr Platz intensiv, zeitaufwändig und in der Handhabung unflexibel ist und damit letztlich zur Erhöhung der Kosten führt. • In order to determine a complete set of measurement variables of interest, therefore, the various combination sensors must be successively assembled and disassembled again, or a whole series of mounting positions must be made available if more variables have to be recorded simultaneously than a combination sensor is detected so that multiple combination sensors can be installed simultaneously, which is very space intensive, time consuming and inflexible to use, ultimately increasing the cost. •
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen neuartige MuI- tisensorkopf zur Verfügung zu stellen, der die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermeidet, und die gleichzeitige Messung mehrerer Phänomene an ein und derselben Montage- stelle in unterschiedlichen Sensorkombinationen ermöglicht, ohne dass der Multisensorkopf beim Wechsel auf einen Sensor anderen Typs aufwändig ausgewechselt werden muss.The object of the invention is therefore to provide a novel muI tisensorkopf which avoids the known from the prior art disadvantages, and the simultaneous measurement of several phenomena on one and the same assembly allows the sensor to be exchanged without changing the sensor head when changing to a different type of sensor.
Die diese Aufgaben lösenden Gegenstände der Erfindung sind durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gekennzeichnet.The objects of the invention solving these objects are characterized by the features of the independent claims.
Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.The dependent claims relate to particularly advantageous embodiments of the invention.
Die Erfindung betrifft somit einen Multisensorkopf zum Einbau in eine Einbauöffnung eines einem Prozess aussetzbaren Werk- stücks, wobei der Multisensorkopf einen ersten Sensorplatz zur Aufnahme eines ersten Sensors, und mindestens einen zweiten Sensorplatz zur Aufnahme eines zweiten Sensors umfasst, so dass mit dem ersten Sensor erste Messdaten und mit dem zweiten Sensor zweite Messdaten erfassbar sind. Erfindungsge- mäss ist der zweite Sensorplatz derart ausgestaltet und im Multisensorkopf angeordnet, dass er zur Durchführung einer Messung austauschbar mit Sensoren unterschiedlichen Typs bestückbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Messsystem mit einem Multisensorkopf, die Verwendung zweier oder mehrerer austauschbarer Sensoren verschiedenen Typs in einem Multisensorkopf, sowie ein Werkstück mit einem Multisensorkopf der vorliegenden Erfindung.The invention thus relates to a multi-sensor head for installation in an installation opening of a workpiece which can be exposed to a process, wherein the multi-sensor head comprises a first sensor location for receiving a first sensor, and at least one second sensor location for receiving a second sensor, so that first with the first sensor Measurement data and with the second sensor second measurement data can be detected. According to the invention, the second sensor location is configured in such a way and arranged in the multi-sensor head that it can be equipped interchangeably with sensors of different types in order to carry out a measurement. The invention further relates to a measuring system with a multi-sensor head, the use of two or more replaceable sensors of different types in a multi-sensor head, as well as a workpiece with a multi-sensor head of the present invention.
Durch den Multisensorkopf der vorliegenden Erfindung ist es somit erstmals möglich, mehrere verschiedene Messgrössen an ein und derselben Montagestelle in unterschiedlichen Sensor- kombinationen durchzuführen, ohne dass der Multisensorkopf beim Wechsel auf einen Sensor anderen Typs aufwändig ausgewechselt werden muss. Das wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Multisensorkopf mindestens einen Sensorplatz umfasst, der derart ausgestaltet und im Multisensorkopf vor- — DThe multi-sensor head of the present invention thus makes it possible for the first time to carry out a plurality of different measured variables at one and the same mounting location in different sensor combinations, without the multisensor head having to be exchanged expensively when changing over to a sensor of a different type. This is achieved according to the invention by virtue of the fact that the multi-sensor head comprises at least one sensor station, which is designed and provided in the multi-sensor head. - D
gesehen ist, dass er zur Durchführung unterschiedlicher Messungen austauschbar mit Sensoren unterschiedlichen Typs bestückbar ist.is seen to be interchangeable with sensors of different types to perform different measurements.
Somit braucht beim Wechsel auf einen anderen Sensortyp der erfindungsgemässe Multisensorkopf nicht aufwändig demontiert und gegen einen anderen Sensorkopf ausgetauscht zu werden, der den benötigten Sensor umfasst, sondern der nicht mehr benötigte Sensor kann einfach aus seinem Sensorplatz des Multi- sensorkopfs entfernt werden und gegen einen Sensor anderen Typs ausgetauscht werden, der für die geplante neue Messung benötigt wird, ohne dabei den Multisensorkopf ausbauen zu müssen.Thus, when changing to another type of sensor, the multi-sensor head according to the invention does not have to be disassembled and replaced by another sensor head comprising the required sensor, but the sensor that is no longer needed can simply be removed from its sensor location of the multi-sensor head and against a sensor other type, which is needed for the planned new measurement, without having to remove the multi-sensor head.
Damit dies möglich ist, müssen komplette Sensoren inkl. ihren spezifischen Anschlusskabeln eingebaut werden können, wie sie alleine für sich verwendbar sind. Ein Anschlusskabel eines Thermoelements hat natürlich andere Anforderungen an die Anschlüsse, Leitungen und Isolationen hat als beispielsweise ein piezoelektrisches Messelement . Somit ist der Multisensorkopf über keine Anschlussverkabelungen der austauschbaren Sensoren.For this to be possible, complete sensors including their specific connecting cables must be able to be installed as they can be used alone. A connection cable of a thermocouple of course has different requirements for the connections, lines and insulation than, for example, a piezoelectric measuring element. Thus, the multi-sensor head has no connection cabling of the interchangeable sensors.
Die wichtigste Eigenschaft des Multisensors ist, dass er mit möglichst wenig Bohrungen in den Prozessraum möglichst viele Messungen gleichzeitig und in flexiblen Kombinationen ermöglicht.The most important feature of the multisensor is that it allows as many measurements as possible simultaneously and in flexible combinations with as few holes in the process area as possible.
Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung zweier oder mehrerer Sensoren verschiedenen Typs in einem Multisensorkopf der vorliegenden Erfindung, wobei die Sensoren verschiedenen Typs derart ausgestaltet sind, dass sie in ein und demselben Sensorplatz des Multisensorkopfes austauschbar platzierbar sind. Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch ein Messsystem zur Messung einer Messgrösse in einem Werkstück umfassend einen erfindungsgemässen Multisensorkopf, sowie einen Sensor, der zum Einbau im Multisensorkopf geeignet ist.The invention further relates to the use of two or more sensors of different types in a multi-sensor head of the present invention, wherein the sensors of different types are designed such that they can be placed interchangeably in one and the same sensor location of the multi-sensor head. Moreover, the invention also relates to a measuring system for measuring a measured variable in a workpiece comprising a multi-sensor head according to the invention, and a sensor which is suitable for installation in the multi-sensor head.
Zuletzt umfasst die Erfindung auch ein einem Prozess aussetzbares Werkstück, das insbesondere einen Prozessraum umfasst, wobei der Prozessraum im Speziellen eine Wärmekraftmaschine, eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, ein Rotationskolbenmotor, eine Gasturbine, ein Flugzeugtriebwerk, eine Spritzgussma- schine oder ein Spritzgusswerkzeug mit einem in einer Einbauöffnung des Werkstücks eingebauten Multisensorkopf der vorliegenden Erfindung ist.Finally, the invention also includes a process exposable workpiece, which in particular comprises a process space, wherein the process space in particular a heat engine, a Hubkolbenbrennkraftmaschine, a rotary piston engine, a gas turbine, an aircraft engine, an injection molding machine or an injection molding tool with a in an opening of the Workpiece built multi-sensor head of the present invention.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:In the following the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In a schematic representation:
Fig. 1 ein erfindungsgemässer Multisensorkopf zur Aufnahme von zwei austauschbaren Sensoren;1 shows a multi-sensor head according to the invention for receiving two replaceable sensors;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel mit einem nichtaustauschbaren Basissensor;FIG. 2 shows an exemplary embodiment with a non-exchangeable base sensor; FIG.
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2;3 shows a further embodiment according to FIG. 2;
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 mit bauraum- optimiertem Basissensor;4 shows an exemplary embodiment according to FIG. 3 with space-optimized base sensor;
Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 mit einem zentrischen Freiraum im Basissensor; Fig. 6 ein zweiteiliger Multisensorkopf mit Basisteil und Ergänzungsteil ;5 shows a second embodiment according to FIG. 2 with a central clearance in the base sensor; FIG. 6 shows a two-part multi-sensor head with base part and supplementary part; FIG.
Fig. 7 ein zweites Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 6;FIG. 7 shows a second embodiment according to FIG. 6; FIG.
Fig. 8 ein dreifach Multisensorkopf mit einem Zusatzsensor im Basissensor.8 shows a triple multi-sensor head with an additional sensor in the base sensor.
Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention
Die Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein erstes einfaches Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Multisensorkopfes zur Aufnahme von zwei austauschbaren Senso- ren, wobei der erfindungsgemässe Multisensorkopf im folgenden gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet wird.1 shows a schematic representation of a first simple embodiment of a multi-sensor head according to the invention for accommodating two exchangeable sensors, wherein the multi-sensor head according to the invention is designated in the following by the reference numeral 1.
Beim speziellen Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist der Multisensorkopf 1 in einen Zylinderkopf 3 einer Brennkraftmaschine in einer Einbauöffnung 2 eingebaut um unterschiedliche Mes- sungen im Brennraum 31 durchzuführen. Der Multisensorkopf 1 umfasst dabei zwei Sensorplätze 4,5, die beide in Form einer Bohrung derart ausgestaltet sind, dass jeder der beiden Sensorplätze 4,5 zur Durchführung unterschiedlicher Messungen austauschbar mit Sensoren 41, 51, 52 unterschiedlichen Typs bestückbar ist. Dabei umfasst die Bohrung bevorzugt eine in Fig. 1 nicht explizit dargestellte Verschraubung, so dass der austauschbare Sensor 41, 51, 52 einfach in der Bohrung verschraubbar ist.In the specific embodiment of FIG. 1, the multi-sensor head 1 is installed in a cylinder head 3 of an internal combustion engine in an installation opening 2 in order to carry out different measurements in the combustion chamber 31. The multi-sensor head 1 in this case comprises two sensor locations 4, 5, which are both designed in the form of a bore such that each of the two sensor locations 4, 5 can be equipped interchangeably with sensors 41, 51, 52 of different types for performing different measurements. In this case, the bore preferably comprises a screw connection which is not explicitly shown in FIG. 1, so that the exchangeable sensor 41, 51, 52 can simply be screwed into the bore.
Dabei können die Sensoren unterschiedlichen Typs jeweils eine andere physikalische Messgrösse messen, und / oder ein anderes Messprinzip haben, und / oder eine andere Empfindlichkeit oder einen anderen Messbereich haben. In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel mit einem zentral angeordneten ersten Sensor 41 schematisch dargestellt, wobei hier der erste Sensor 41 ein nicht-austauschbarer Basissensor 61 ist, und ein zweiter Sensorplatz 5 in Bezug auf eine Mit- telachse des Multisensorkopfes 1 asymmetrisch im Mantel des Basissensorkopfes 1 angeordnet ist. Der nicht-austauschbare Basissensor 61 ist hier ein Drucksensor 61, wobei der zweite Sensorplatz 5 hier noch nicht mit einem Sensor 51, 52 bestückt ist, z.B. einem Thermoelement zur Oberflächentempera- turmessung. Ein Multisensorkopf.1 gemäss Fig. 2 ist insbesondere dann vorteilhaft einsetzbar, wenn eine Basisgrösse wie z.B. der Druck in einem Prozessraum 31 des Werkstücks 3 gleichzeitig mit mehreren anderen Grossen nacheinander gemessen werden muss. Sb kann z.B. in einer ersten Messung gleich- zeitig der Druck und die Temperatur im Prozessraum 31 gemessen werden. Für eine weitere Messung wird dann der Temperatursensor 51,52, der austauschbar im Sensorplatz 5 vorgesehen ist, gegen einen Sensor 51, 52 anderen Typs ausgetauscht um in der weiteren Messung gleichzeitig mit dem Druck eine ande- re Grosse zu messen.In this case, the sensors of different types can each measure a different physical measured variable, and / or have a different measuring principle, and / or have a different sensitivity or a different measuring range. 2 shows an embodiment with a centrally arranged first sensor 41 is shown schematically, in which case the first sensor 41 is a non-exchangeable base sensor 61, and a second sensor location 5 with respect to a central axis of the multi-sensor head 1 asymmetric in the shell of Base tank head 1 is arranged. Here, the non-exchangeable base sensor 61 is a pressure sensor 61, the second sensor location 5 not being equipped here with a sensor 51, 52, eg a thermocouple for surface temperature measurement. A multi-sensor head 1 according to FIG. 2 can be advantageously used in particular if a base variable such as, for example, the pressure in a process chamber 31 of the workpiece 3 has to be measured successively simultaneously with several other variables. For example, in a first measurement, the pressure and the temperature in the process chamber 31 can be measured at the same time. For a further measurement, the temperature sensor 51, 52, which is provided exchangeably in the sensor station 5, is then exchanged for a sensor 51, 52 of a different type in order to measure another quantity simultaneously with the pressure in the further measurement.
Der Sensor 41, 51, 52, 61 kann dabei zum Beispiel ein Sensor zur Messung eines Wärmestroms, oder einer Temperatur, oder einer Beschleunigung, oder eines optischen Signals, oder ein Sensor zur Bestimmung des oberen Totpunktes in einer Hubkol- benmaschine, oder ein Sensor zur Messung einer Wegstrecke, oder einer Verformung, oder einer Kraft, oder eines Drucks sein.The sensor 41, 51, 52, 61 may, for example, a sensor for measuring a heat flow, or a temperature, or an acceleration, or an optical signal, or a sensor for determining the top dead center in a Hubkol- benmaschine, or a sensor for measuring a distance, or a deformation, or a force, or a pressure.
Der Sensor 41, 51, 52, 61 ist dabei im Speziellen ein piezoelektrischer Sensor, ein piezoresistiver Sensor, ein Sensor mit einem Thermoelement oder einem temperaturabhängigen e- lektrischen Widerstand oder einer Halbleiterdiode, oder der Sensor 41, 51, 52, 61 ist ein frequenzanaloger Sensor, ein — Q _The sensor 41, 51, 52, 61 is in particular a piezoelectric sensor, a piezoresistive sensor, a sensor with a thermocouple or a temperature-dependent e- lektrischen resistance or a semiconductor diode, or the sensor 41, 51, 52, 61 is a frequency-analog Sensor, a - Q_
kapazitiver Sensor, ein induktiver Sensor, ein optischer Sensor, ein mechanischer Sensor, ein Sensor mit einem Dehnungs- messstreifen oder ein Sensor mit einem Hallelement.Capacitive sensor, an inductive sensor, an optical sensor, a mechanical sensor, a sensor with a strain gauge or a sensor with a Hall element.
Der Prozessraum 31 des Werkstücks 3 ist im Speziellen ein Brennraum einer Wärmekraftmaschine, insbesondere ein Zylinder einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, oder ein Brennraum einesThe process space 31 of the workpiece 3 is in particular a combustion chamber of a heat engine, in particular a cylinder of a reciprocating internal combustion engine, or a combustion chamber of a
Rotationskolbenmotors, oder ein Prozessraum 31 einer Turbine, insbesondere einer Gasturbine oder eines Flugzeugtriebwerks, oder der Prozessraum 31 ist ein Raum einer Spritzgussmaschine oder eines Spritzgusswerkzeugs.Rotary piston engine, or a process chamber 31 of a turbine, in particular a gas turbine or an aircraft engine, or the process chamber 31 is a space of an injection molding machine or an injection molding tool.
Die Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 mit einem ersten Sensorplatz 4, in dem -ein erster Sensor 41 als fest eingebauter Basissensor 61 vorgesehen ist, wobei hier im Gegensatz zur Fig. 2 im zweiten Sensorplatz 5 ein re- lativ grosser zweiter Sensor 51, 52 eingebaut ist und der Basissensorplatz 6 und der zweite Sensorplatz 5 im wesentlichen symmetrisch zur Mittelachse des Multisensorkopfes 1 angeordnet sind.FIG. 3 shows a further exemplary embodiment according to FIG. 2 with a first sensor location 4, in which a first sensor 41 is provided as a permanently installed base sensor 61, in which case a relatively larger one in the second sensor location 5, in contrast to FIG second sensor 51, 52 is installed and the base sensor space 6 and the second sensor location 5 are arranged substantially symmetrically to the central axis of the multi-sensor head 1.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 mit einem bauraumoptimierten ersten Sensor 41, der als fest eingebauterFig. 4 shows an embodiment according to FIG. 3 with a space-optimized first sensor 41, which is installed as a fixed
Basissensor 61 im Basissensorplatz 6, der hier wie in Fig. 3 identisch mit dem ersten Sensorplatz 4 ist, vorgesehen ist.Base sensor 61 in the base sensor place 6, which is identical here as in Fig. 3 with the first sensor location 4, is provided.
Erfindungsgemäss ist auch hier ein zweiter Sensorplatz 5 zurAccording to the invention, a second sensor location 5 is also used here
Aufnahme eines zweiten Sensors 51, 52 vorgesehen. Hier ist der Basissensor 61 extrem Platz sparend im Multisensorkopf 1 fest eingebaut, so dass ausreichend viel Einbauraum für die austauschbaren Sensoren 51, 52 bleibt.Receiving a second sensor 51, 52 is provided. Here, the base sensor 61 is installed extremely space-saving in the multi-sensor head 1, so that sufficient installation space for the replaceable sensors 51, 52 remains.
Es versteht sich im übrigen, dass in einem erfindungsgemässenIt goes without saying that in an inventive
Multisensorkopf 1 auch mehr als ein zweiter Sensorplatz 5 zur Aufnahme von austauschbaren Sensoren 51, 52 vorgesehen sein können, wodurch der erfindungsgemässe Multisensorkopf 1 noch flexibler und einfacher in der Handhabung wird, weil gleichzeitig mehr als zwei Messgrössen im Prozessraum 31 messbar sind.Multi-sensor head 1 and more than a second sensor slot 5 for receiving replaceable sensors 51, 52 may be provided, whereby the inventive multi-sensor head 1 still more flexible and easier to use, because at the same time more than two measurands in the process chamber 31 can be measured.
Dabei kann der erste Sensorplatz 4 und / oder der zweite Sen- sorplatz 5 und / oder der Basissensorplatz 6 im Speziellem auch derart ausgestaltet und im Multisensorkopf angeordnet sein, dass im ersten Sensorplatz 4 und / oder im zweiten Sensorplatz 5 und / oder im Basissensorplatz 6 zwei oder mehr Sensoren gleichen oder unterschiedlichen Typs gleichzeitig platzierbar sind.In this case, the first sensor location 4 and / or the second sensor location 5 and / or the basic sensor location 6 can in particular also be configured and arranged in the multi-sensor head such that in the first sensor location 4 and / or in the second sensor location 5 and / or in the base sensor location 6 two or more sensors of the same or different types can be placed simultaneously.
In Fig. 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 mit einem als zentrischer Freiraum 5 ausgestalteten zweiten Sensorplatz 5 im Basissensor 61 dargestellt, in welchem zentrischen Freiraum 5 sich zum Beispiel besonders vorteilhaft ein Wärmestrom mit einem austauschbaren Wärmestromsensor 51, 52 im Prozessraum 31 messen lässt, während. sich mit dem fest eingebauten Sensor 41, 61 zum Beispiel gleichzeitig eine Ba- sisgrösse, wie der Druck oder die Temperatur im Prozessraum 31 überwachen lässt. Wird für eine andere Anwendung nicht der Wärmestrom sondern zum Beispiel eine Temperatur benötigt, so kann der Wärmestromsensor 51, 52 einfach gegen einen Temperatursensor 51, 52 ausgetauscht werden.FIG. 5 shows a second exemplary embodiment according to FIG. 4 with a second sensor space 5 in the base sensor 61 designed as a centric free space 5, in which centric free space 5, for example, a heat flow with an exchangeable heat flow sensor 51, 52 in the process space 31 is particularly advantageous leaves while. For example, a base size, such as the pressure or the temperature in the process chamber 31, can be monitored simultaneously with the permanently installed sensor 41, 61. If, for another application, not the heat flow but, for example, a temperature is required, the heat flow sensor 51, 52 can simply be exchanged for a temperature sensor 51, 52.
Für spezielle Anwendungen ist in Fig. 6 ein zweiteiliger Multisensorkopf 1 mit einem Basisteil 7 und einem Ergänzungsteil 8 schematisch dargestellt, die an einer Trennstelle I-I abtrennbar zusammengefügt sind. Hier ist der austauschbare Sensor 51, 52 also nicht in einer Bohrung verschraubt, wie es anhand der Fig. 1 beispielhaft erläutert wurde. Vielmehr kann der Austausch des Sensors 51, 52 dadurch erfolgen, dass das Ergänzungsteil 8, in welchem ein Sensor eines bestimmten Typs vorgesehen ist, gegen ein anderes Ergänzungsteil 8 ausge- tauscht wird, das einen Sensor eines anderen Typs enthält. Es versteht sich, dass der Sensor 51, 52 natürlich auch austauschbar im Ergänzungsteil 8 vorgesehen sein kann, so dass beim Wechsel auf einen anderen Sensor 51, 52 nicht das gesam- te Ergänzungsteil 8 ausgetauscht wird, sondern nur der Sensor 51, 52 im Ergänzungsteil 8 ausgetauscht wird.For special applications, a two-part multi-sensor head 1 with a base part 7 and an additional part 8 is shown schematically in FIG. 6, which are assembled detachably at a separation point II. Here, the replaceable sensor 51, 52 is thus not screwed into a bore, as was explained with reference to FIG. 1 by way of example. Rather, the replacement of the sensor 51, 52 take place in that the supplementary part 8, in which a sensor of a certain type is provided, against another supplementary part 8 ausge- is replaced, which contains a sensor of a different type. It is understood that the sensor 51, 52 can of course also be provided interchangeably in the supplementary part 8, so that when changing to another sensor 51, 52 not the entire supplemental part 8 is replaced, but only the sensor 51, 52 in the supplementary part 8 is exchanged.
In Fig. 7 ist ein zweites Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 6 gezeigt, bei welchem ein Verformungssensor 51, 52 im Ergänzungsteil 8 vorgesehen ist, das auf dem Basisteil 7 an der Trennstelle I-I aufgesetzt ist, und im Basisteil 7 ein erster Sensor 41 in einem ersten Sensorplatz 4 vorgesehen ist, wobei der erste Sensor 41 entweder ein austauschbarer Sensor oder ein nicht-austauschbarer Basissensor 61 sein kann.In Fig. 7, a second embodiment according to FIG. 6 is shown, in which a deformation sensor 51, 52 is provided in the supplementary part 8, which is placed on the base part 7 at the separation point II, and in the base part 7, a first sensor 41 in a first Sensor location 4 is provided, wherein the first sensor 41 may be either a replaceable sensor or a non-replaceable base sensor 61.
Anhand der Fig. 8 wird schliesslich noch ein dreifach Multi- sensorkopf 1 erläutert, der zusätzlich zum zweiten Sensor 51 noch einen dritten Zusatzsensor 52 im ersten Sensor 41, aufweist, der im vorliegenden Beispiel als nicht-austauschbarer Basissensor 61 ausgeführt ist. Hier handelt es sich um eine besonders kompakte Bauform, da der austauschbare Sensor 52 innerhalb des ersten Sensors 41 vorgesehen ist und damit praktisch keinen zusätzlichen Raum beansprucht.Finally, a triple multi-sensor head 1 will be explained with reference to FIG. 8 which, in addition to the second sensor 51, also has a third additional sensor 52 in the first sensor 41, which in the present example is designed as a non-exchangeable base sensor 61. This is a particularly compact design, since the replaceable sensor 52 is provided within the first sensor 41 and thus requires virtually no additional space.
Eine weiterer Vorteil des Multisensorkopfs 1 besteht darin, dass in einer bevorzugten Ausführungsform einer oder mehrere der Sensoren 41, 51, 52 austauschbar ist, während der Multi- sensorkopf 1 in der Einbauöffnung 2 eingebaut bleibt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Ausbau des Multisensorkopfs 1 aufwändig ist. Ein besonderer Aufwand ist beispielsweise dann gegeben, wenn der Multisensorkopf 1 sehr plan zu einer Werkzeugwand angeordnet ausgerichtet sein muss, einen unter Druck stehenden oder mit einer Flüssigkeit gefüllten Prozessraum 31 abdichtet oder wenn er von seiner Frontseite her eingebaut werden rαuss, die erst nach viel Demontageaufwand zugänglich ist. Eine Austauschbarkeit eines oder mehrerer Sensoren 41, 51, 52 im eingebauten Zustand des Multisensorkopfs 1 erspart dann viel Arbeit.Another advantage of the multi-sensor head 1 is that in a preferred embodiment, one or more of the sensors 41, 51, 52 is interchangeable while the multi-sensor head 1 remains installed in the mounting hole 2. This is particularly advantageous when the expansion of the multi-sensor head 1 is expensive. A special effort is given, for example, if the multi-sensor head 1 must be aligned very plane to a tool wall, seals a pressurized or filled with a liquid process chamber 31 or if he from his Rαuss, which is only accessible after a lot of disassembly work, is installed on the front. An interchangeability of one or more sensors 41, 51, 52 in the installed state of the multi-sensor head 1 then saves a lot of work.
In diesem Fall werden vorzugsweise einer oder mehrere Sensorplätze 4, 5 derart ausgestaltet und im Multisensorkopf angeordnet, dass ein Austauschen eines oder mehrerer Sensoren 41, 51, 52 im eingebauten Zustand des Multisensorkopfs 1 in einem Werkstück 3 durchführbar sind. In this case, one or more sensor locations 4, 5 are preferably designed and arranged in the multi-sensor head such that an exchange of one or more sensors 41, 51, 52 in the installed state of the multi-sensor head 1 in a workpiece 3 can be performed.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Multisensorkopf1 multi-sensor head
2 Einbauöffnung2 installation opening
3 Werkstück 31 Prozessraum3 workpiece 31 process space
4 erster Sensorplatz 41 erster Sensor4 first sensor location 41 first sensor
5 zweiter Sensorplatz 51,52 zweiter Sensor 6 Basxssensorplatz5 second sensor slot 51,52 second sensor 6 Basxssensorplatz
61 Basissensor61 basic sensor
7 Basisteil7 base part
8 Ergänzungsteü8 additional menu
I-I Trennstelle I-I separation point

Claims

Patentansprüche claims
1. Multisensorkopf zum Einbau in eine Einbauöffnung (2) eines einem Prozess aussetzbaren Werkstücks (3) , wobei der Multisensorkopf einen ersten Sensorplatz (4) zur Aufnahme ' eines ersten Sensors (41) , und mindestens einen zweiten Sensorplatz (5) zur Aufnahme eines zweiten Sensors (51, 52) umfasst, so dass mit dem ersten Sensor (41) erste Messdaten und mit dem zweiten Sensor (51, 52) zweite Messdaten erfassbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensorplatz (5) derart ausgestaltet und im Multisensorkopf angeordnet ist, dass er zur Durchführung einer Messung austauschbar mit Sensoren (51, 52) unterschiedlichen Typs bestückbar ist.1. Multi-sensor head for installation in an installation opening (2) of a process exposable workpiece (3), wherein the multi-sensor head a first sensor space (4) for receiving 'a first sensor (41), and at least one second sensor location (5) for receiving a second sensor (51, 52), so that with the first sensor (41) first measurement data and the second sensor (51, 52) second measurement data can be detected, characterized in that the second sensor location (5) configured and in the multi-sensor head is arranged so that it can be equipped to perform a measurement interchangeable with sensors (51, 52) of different types.
2. Multisensorkopf nach Anspruch 1, wobei die Sensoren (51, 52) unterschiedlichen Typs jeweils eine andere physikalische Grosse messen, und / oder ein anderes Messprinzip haben, und / oder eine andere Empfindlichkeit haben und / oder einen anderen Messbereich haben.2. Multi-sensor head according to claim 1, wherein the sensors (51, 52) of different types each measure a different physical size, and / or have a different measuring principle, and / or have a different sensitivity and / or have a different measuring range.
3. Multisensorkopf nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Sensor (41) und der zweite Sensor (51, 52) vom gleichen3. Multi-sensor head according to claim 1 or 2, wherein the first sensor (41) and the second sensor (51, 52) of the same
Typ sind.Type are.
4. Multisensorkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Sensorplatz (4) derart ausgestaltet und im Multisensorkopf angeordnet ist, dass er zur Durchfüh- rung einer Messung austauschbar mit Sensoren unterschiedlichen Typs bestückbar ist.4. Multi-sensor head according to one of the preceding claims, wherein the first sensor location (4) is configured and arranged in the multi-sensor head that it can be equipped to perform a measurement interchangeable with sensors of different types.
5. Multisensorkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Multisensorkopf einen Basissensorplatz (6) mit einem nicht-austauschbaren Basissensor (61) zur Messung einer Basismessgrösse umfasst.5. Multi-sensor head according to one of the preceding claims, wherein the multi-sensor head with a base sensor slot (6) a non-exchangeable base sensor (61) for measuring a basic measuring variable.
β. Multisensorkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Sensorplatz (4) und / oder der zweite Sensorplatz (5) und / oder der Basissensorplatz (6) derart ausgestaltet und im Multisensorkopf angeordnet sind, dass im ersten Sensorplatz (4) und / oder im zweiten Sensorplatz (5) und / oder im Basissensorplatz (6) zwei Sensoren gleichen oder unterschiedlichen Typs gleichzeitig platzierbar sind.β. Multisensor head according to one of the preceding claims, wherein the first sensor location (4) and / or the second sensor location (5) and / or the basic sensor location (6) are configured and arranged in the multi-sensor head such that in the first sensor location (4) and / or in the second sensor space (5) and / or in the base sensor place (6) two sensors of the same or different types can be placed simultaneously.
7. Multisensorkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Multisensorkopf zweiteilig ausgestaltet ist und ein an einer Tennstelle (I-I) ein von einem Basisteil (7) abtrennbares Ergänzungsteil (8) umfasst.7. multi-sensor head according to one of the preceding claims, wherein the multi-sensor head is designed in two parts and a at a Tennstelle (I-I) comprises a of a base part (7) separable supplementary part (8).
8. Multisensorkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Sensorplatz (4) und / oder der zweite Sensorplatz (5) und / oder der Basissensorplatz (6) eine Bohrung zur Aufnahme des austauschbaren Sensors (41, 51, 52) umfasst.8. Multi-sensor head according to one of the preceding claims, wherein the first sensor location (4) and / or the second sensor location (5) and / or the base sensor location (6) comprises a bore for receiving the replaceable sensor (41, 51, 52).
9. Multisensorkopf nach Anspruch 8, wobei an der Bohrung eine Verschraubung vorgesehen ist, so dass der austauschbare Sensor (41, 51, 52) in der Bohrung verschraubbar ist.9. multi-sensor head according to claim 8, wherein a screw is provided on the bore, so that the replaceable sensor (41, 51, 52) can be screwed in the bore.
10. Multisensorkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jeder Sensor (41, 51, 52, 61) ein Sensor zur Mes- sung eines Wärmestroms, oder einer Temperatur, oder einer Beschleunigung, oder eines optischen Signals, oder ein Sensor zur Bestimmung des oberen Totpunktes in einer Hubkolbenmaschine, oder ein Sensor zur Messung einer Wegstrecke, oder einer Verformung, oder einer Kraft, oder eines Drucks ist. 10. Multi-sensor head according to one of the preceding claims, wherein each sensor (41, 51, 52, 61) a sensor for measuring a heat flow, or a temperature, or an acceleration, or an optical signal, or a sensor for determining the upper Dead center in a reciprocating engine, or a sensor for measuring a distance, or a deformation, or a force, or a pressure is.
11. Multisensorkopf nach einem, der vorangehenden Ansprüche, wobei jeder Sensor (41, 51, 52, 61) ein piezoelektrischer Sensor, ein piezoresistiver Sensor, ein Sensor mit einem Thermoelement oder einem temperaturabhängigen elektri- sehen Widerstand oder einer Halbleiterdiode ist, oder wobei jeder Sensor (41, 51, 52, 61) ein frequenzanaloger Sensor, ein kapazitiver Sensor, ein induktiver Sensor, ein optischer Sensor, ein mechanischer Sensor, ein Sensor mit einem Dehnungsmessstreifen oder ein Sensor mit einem Hallelement ist.11. Multi-sensor head according to one of the preceding claims, wherein each sensor (41, 51, 52, 61) is a piezoelectric sensor, a piezoresistive sensor, a sensor with a thermocouple or a temperature-dependent electrical resistance or a semiconductor diode, or wherein each Sensor (41, 51, 52, 61) is a frequency-analog sensor, a capacitive sensor, an inductive sensor, an optical sensor, a mechanical sensor, a sensor with a strain gauge or a sensor with a Hall element.
12. Multisensorkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Werkstück (3) insbesondere einen Prozessraum (31) umfasst, wobei der Prozessrauπi (31) im Speziellen ein Brennraum einer Wärmekraftmaschine, insbesondere ein ' Zylinder einer Hubkolbenbrennkraftmaschine ist, oder ein Brennraum eines Rotationskolbenmotors, oder ein Prozessraum (31) einer Turbine, insbesondere einer Gasturbine oder eines Flugzeugtriebwerks ist, oder wobei der Prozessraum (31) ein Raum einer Spritzgussmaschine oder ei- nes Spritzgusswerkzeugs ist.12. multi-sensor head according to one of the preceding claims, wherein the workpiece (3) in particular a process chamber (31), wherein the Prozessrauπi (31) is in particular a combustion chamber of a heat engine, in particular a 'cylinder of a reciprocating internal combustion engine, or a combustion chamber of a rotary piston engine, or a process space (31) of a turbine, in particular a gas turbine or an aircraft engine, or wherein the process space (31) is a space of an injection molding machine or an injection molding tool.
13. Multisensorkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer oder mehrere Sensorplätze (4, 5) derart ausgestaltet und im Multisensorkopf angeordnet sind, dass ein Austauschen eines oder mehrerer Sensoren (41, 51, 52) im eingebauten Zustand des Multisensorkopfs 1 in einem Werkstück (3) durchführbar sind.13. Multi-sensor head according to one of the preceding claims, characterized in that one or more sensor locations (4, 5) are configured and arranged in the multi-sensor head, that an exchange of one or more sensors (41, 51, 52) in the installed state of the multi-sensor head. 1 in a workpiece (3) are feasible.
14. Verwendung zweier Sensoren (51,52) verschiedenen Typs in einem Multisensorkopf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Sensoren (51, 52) derart ausgestaltet sind, dass sie in ein und demselben Sensorplatz (5) des Multi- sensorkopfes (1) austauschbar platzierbar sind. 14. Use of two sensors (51,52) of different types in a multi-sensor head (1) according to one of claims 1 to 13, wherein the sensors (51, 52) are designed such that they in one and the same sensor location (5) of the multi - Sensor head (1) are exchangeable placeable.
15. Messsystem zur Messung einer Messgrösse in einem Werkstück (3) umfassend einen Multisensorkopf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, sowie einem Sensor (51, 52) zum Einbau im Multisensorkopf (1) .15. Measuring system for measuring a measured variable in a workpiece (3) comprising a multi-sensor head (1) according to one of claims 1 to 13, and a sensor (51, 52) for installation in the multi-sensor head (1).
16. Einem Prozess aussetzbares Werkstück umfassend einen Prozessraum (31), wobei der Prozessraum (31) im Speziellen eine Wärmekraftmaschine, eine Hubkolbenbrennkraftmaschi- ne, ein Rotationskolbenmotor, eine Gasturbine, ein Flugzeugtriebwerk, eine Spritzgussmaschine oder eine Spritz- gusswerkzeug, mit einem in einer Einbauöffnung (2) des Werkstücks (3) eingebauten Multisensorkopf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13. 16. A process exposable workpiece comprising a process space (31), the process space (31) specifically comprising a heat engine, a reciprocating internal combustion engine, a rotary engine, a gas turbine, an aircraft engine, an injection molding machine, or an injection molding tool having one in one Installation opening (2) of the workpiece (3) built multi-sensor head (1) according to one of claims 1 to 13.
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