JPH0274867A

JPH0274867A - 熱伝達測定装置、特に流れ監視器

Info

Publication number: JPH0274867A
Application number: JP1184874A
Authority: JP
Inventors: Robert Buck; ロベルト、ブック; Gerd Marhofer; ゲルト、マルホーファー
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-07-23
Filing date: 1989-07-19
Publication date: 1990-03-14
Also published as: JPH0569467B2; DE58900282D1; EP0357903A3; EP0357903A2; US4932256A; EP0357903B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、雄ねじを有するなるべく金属製の円筒形測定
装置ケーシング、第１の温度測定素子、加熱素子、及び
第２の温度測定素子が設けられた、流れる媒体中の熱損
失を電気的に検出する熱伝達測定装置、特に流れ監視器
を前提としている。

従来の技術本発明は、公知のものとして種々の構成の熱伝達測定装
置を前提としている（例えばドイツ連邦共和国特許出願
公開第２４４７６１７号、同第２６２９０５１号、同第
３２１３９０２号及び同第３２２２０４６号明細書参照
）。以下に流れ監視器とも称する熱伝達測定装置では、
差動温度測定が行われる。第１の温度測定素子は、加熱
素子及び流れる媒体によって決まる温度、以下に測定温
度と称する温度を測定するが、一方第２の温度測定素子
は、加熱素子によってはできろだけ作用を受けず又は別
の方法で決まりかつ流れる媒体によって決まる温度、以
下に基準温度と称する温度を測定する。ここで述べたよ
うな流れ監視器には、機能的に必要なものとして第１の
温度測定素子、加熱素子及び第２の温度測定素子、及び
ここではこれ以上関係ない評価回路が含まれている。

流れを監視しようとする媒体としてガスを問題にする場
合、機能のため必要な部品、すなわち第１の温度測定素
子、加熱素子及び第２の温度測定素子は、多少なりとも
保護せずにガス流中に挿入することができる。しかし液
状媒体の流れを監視しようとする場合、機能のため必要
な部品、すなわち第１の温度測定素子、加熱素子及び第
２の温度測定素子は、簡単に液体流中に挿入することは
できず、それどころかこの時、これら部品を保護して測
定装置ケーシング内に配置することが必要である。

経験上すでに実現された前記のような流れ監視器におい
て、測定装置ケーシングは切欠いて構成されており、す
なわち測定装置ケーシングの薄い方の部分に、第１の温
度測定素子と加熱素子があるが、一方第２の温度測定素
子は、測定装置ケーシングの厚い方の部分の薄い方の部
分に面した端部にある。第１の温度測定素子と加熱素子
はアルミニウム板に配置されており、従ってアルミニウ
ム板は、測定装置ケーシングの端面と一方において第１
の温度測定素子及び他方において加熱素子との間におい
て熱結合を行っている。第１の温度測定素子と加熱素子
とアルミニウム板は、熱的に良好に伝導するエポキシド
樹脂によって注型されている。第２の温度測定素子は、
測定装置ケーシングの端面かもほぼ１備の間隔を置いて
離れて配置されており、同様に熱的に良好に伝導するエ
ポキシド樹脂によって注型されている。加熱素子の熱は
第２の温度測定素子に達しないようにするので、第１の
温度測定素子及び加熱素子を配置した範囲と第２の温度
測定素子を配置した範囲との間に良好に断熱を行う材料
が配置されている。

前記の流れ監視器は、一方において比較的熱的に鈍感で
あり、他方において比較的手間をかけなければ製造でき
ないので、一方において熱的に比較的迅速に反応できか
つ他方において安価に製造できる前記のような流れ監視
器を提供するという課題は、゛すでに解決されており、
しかも次のようにして解決されている。すなわち第１の
温度測定素子と加熱素子と第２の温度測定素子は、電気
的には良好に絶縁するが熱的には良好に伝導する支持フ
ィルムの一方の面に取付けられており、かつ温度測定素
子及び加熱素子とは反対の支持フィルムの面は、少なく
とも温度測定素子及び加熱素子を取付けた範囲において
測定装置テーシングに熱伝導接触している。その際支持
フィルムがポリイミドから成り、かつ支持フィルムがほ
ぼ５０〜１５０μｍ、特にほぼ７５μｍの厚さを有する
と有利である。このような支持フィルムは、極めてわず
かな熱抵抗を有し、かつ電気的に良好に絶縁し、すなわ
ちこのような支持フィルムの絶縁破壊電圧は数千ボルト
である。

前記流れ監視器において機能のため必要な部品、すなわ
ち第１の温度測定素子と加熱素子と第２の温度測定素子
は、測定装置ケーシングの適当な内面に熱的に実際に直
接取付けろことができろことによって、従来技術による
流れ監視器は、熱的に述べれば機敏である。その他にこ
の流れ監視器において、機能のため必要な部品、すなわ
ち第１の温度測定素子と加熱素子と第２の温度測定素子
を熱的に良好に伝導するエポキシド樹脂で注型する必要
はないので、この流れ監視器は、著しくわずかな手間で
製造できる。

発明の目的前記熱伝達測定装置は、製造技術上まだいくらか高価な
ので、本発明の課題は、この熱伝達測定装置を特に製造
がさらに簡単になるように構成しかつ改善することにあ
る。

発明の構成前記課題を解決する本発明による熱伝達測定装置、従っ
て本発明による流れ監視器は、まず大体において次のよ
うな特徴を有する。すなわち測定装置ケーシングの内径
に合わせたプラスチック支持体が設けられており、かつ
プラスチック支持体と測定装置ケーシングの間に支持フ
ィルムが配置されている。

それにより次のことが可能である。すなわち支持フィル
ム上に取付けた部品、すなわち第１の温度測定素子、加
熱素子及び第２の温度測定素子と共にこの支持フィルム
を測定装置ケーシング内に挿入する前に、前記の部品を
備えた支持フィルムをプラスチック支持体のまわりに置
き、かつ機能のため必要な部品を備えた支持フィルムと
共にプラスチック支持体を測定装置ケーシング内に挿入
することができる。測定装置ケーシングの内径に合わせ
たプラスチック支持体を本発明により前記のように使用
すれば、とりわけ温度測定素子及び加熱素子とは反対の
支持フィルムの面は、温度測定素子と加熱素子を取付け
た範囲において確実にかつ意識的に測定装置ケーシング
に熱伝導接触させることができるようになる。このこと
は、特にプラスチック支持体が少なくとも部分的に長手
スリットを有する場合、有利に確保される。それにより
プラスチック支持体の外径を測定装置ケーシングの内径
よりもいくらか大ぎく選定できるので、ゲラステック支
持体のまわりに置かれた支持フィルムと共にこのプラス
チック支持体を挿入する際、長手スリットにより実現さ
れたプラスチック支持体のばね特性が利用できる。

始めに、従来技術において測定装置ケーシングの内部は
少なくとも部分的に注型樹脂で、すなわちエポキシド樹
脂で充満していることを述べておく。測定装置ケーシン
グ内に注型樹脂、特にエポキシド樹脂を挿入することは
、本発明による熱伝達測定装置又は本発明による流れ監
視器にとっても望ましいことがある。そのため本発明の
前記教示から切離しても意味がある本発明の別の教示に
よれば、第１の温度測定素子と加熱素子と第２の温度測
定素子の上に密閉栓が設けられており、かつ密閉栓の上
に注型樹脂、特にエポキシド樹脂が充てんされている。

それにより一方において機能のため必要な部品、従って
第１の温度測定素子と加熱素子と第２の温度測定素子は
注型樹脂から離れたままであり、それにもかかわらず測
定装置ケーシング内に設けられた注型樹脂は電気部品を
外部に対して密閉し、かつ注型樹脂は特に簡単に充てん
でき、その際第１の温度測定素子と加熱素子と第２の温
度測定素子がある範囲に達することはな〜・。

実施例本発明の実施例を以下図面によって詳細に説明する。

図示した熱伝達測定装置は、流れる媒体中の熱損失を電
気的に検出する流れ監視器であり、かつ部分的に（第１
図、第３図及び第１１図）又は全体に（第５図）雄ねじ
２を備えた金属製の円筒形測定装置ケーシングｌ、第１
の温度測定素子３、加熱素子４及び第２の温度測定素子
５を有する。図示した流れ監視器は、差動温度測定方式
で動作する。第１の温度測定素子３は、加熱素子４と流
れる媒体によって決まる温度、以下に測定温度と称する
温度を測定するが、一方第２の温度測定素子５は、加熱
素子４によってはできるだけ影響を受けず又は別の方法
で決まりかつ流れる媒体によって決まる温度、以下に基
準温度と称する温度を測定する。従って図示した流れ監
視器には、機能のため必要なものとして第１の温度測定
素子３と加熱素子４と第２の温度測定素子５が含まれて
いる。

図示した流れ監視器では液状媒体、場合によっては侵食
性の媒体の流れを監視しようとするので、機能のため必
要な部品、すなわち第１の温度測定素子３と加熱素子４
と第２の温度測定素子５は簡単に液体流中に挿入するこ
とはできず、従って機能のため必要な部品は測定装置ケ
ーシングｌ内に配置されている。

図示したように、第１の温度測定素子３と加熱素子４と
第２の温度測定素子５は、電気的には良好に絶縁するが
熱的には良好に伝導する支持フィルム６の一方の面に取
付けられており、かつ温度測定素子３．５及び加熱素子
４とは・反対の支持フィルム６０面は、少なくとも温度
測定素子３．５と加熱素子４を取付けた範囲において測
定装置ケーシング１と熱伝導接触している。支持フィル
ム６は、特にポリイミドから成り、かつほぼ５０〜１５
０μｍ１特に７５μｍの厚さを有する。

前記流れ監視器は熱的に述べれば機敏である。

なぜなら第１の温度測定素子３と加熱素子４と第２の温
度測定素子５は、測定装置ケーシングｌの内面に熱的に
実際に直接取付けられているからである。この時一方に
おいて第１の温度測定素子３、加熱素子４及び第２の温
度測定素子５と他方において測定装置ケーシングｌの内
面との間の熱伝導度をさらに改善するため、温度測定素
子３．５と加熱素子４を取付けた範囲において支持フィ
ルム６と測定装置ケーシングｌの間に熱伝導ペースト７
が設けられている。

一方において第１図及び第２図にかつ他方において第３
図及び第４図に示した実施例において、第１の温度測定
素子３と加熱素子４は測定装置ケーシングｌの端面８に
配置されているが、一方第２の温度測定素子５は、測定
装置ケーシングｌの端面から離して測定装置ケーシング
ｌのシリンダ周面９に配置されている。第２図と第４図
に示すように、これら実施例では２つの加熱素子４が設
けられており、かつ第１の温度測定素子は両方の加熱素
子４の間に配置されている。それに対して第６図は、複
数の加熱素子４、すなわち５つの加熱素子４を設けかつ
第１の温度測定素子３のまわりに円形に加熱素子４を配
置した実施例を示している。

一方において第１図及び第２図による実施例とかつ他方
において第３図及び第４図による実施例と相違して、第
５図は、第１の温度測定素子３と加熱素子４と第２の温
度測定素子５を測定装置ケシング１の端面８に配置した
実施例を示している。その際加熱素子４は、第１の温度
測定素子３と第２の温度測定素子５０間に配置されてい
る。

ここでは、流れを監視しようとする媒体が実際に流れて
いるかどうかを検出でさる実施例が問題になっているだ
けでなく、それどころか流れ監視器のこの実施例によれ
ば、流れの方向も検出できろ。

流れ監視器の図示したすべての実施例において、第１の
温度測定素子３と加熱素子４と第２の温度測定素子５は
、ＳＭＤ部品として構成されており、しかも一部ＭＩ！
：Ｌ？部品として、一部チップ部品として構成されてい
る。第１の温度測定素子３と加熱素子４と第２の温度測
定素子５は、チップ部品として構成されている限り、測
定層又は加熱層と共に支持フィルム６上に横になって配
置されている（下向き）。

電気的には良好に絶縁するが熱的には良好に伝導する支
持フィルム９を設け、その上に第１の温度測定素子３と
加熱素子４と第２の温度測定素子５を取付けることは、
前記実施例にとって重要である。従って支持フィルム６
上に別の部品、特に別のＳＭＤ部品１０を設けろことが
提案され、このことは、第３図及び第４図から明らかで
ある。

この時本発明による流れ監視器においてまず測定装置ケ
ーシング１の内径に合わせた第７図に示すプラスチック
支持体１１が設げられてお９、かつ支持フィルム６はプ
ラスチック支持体１１と測定装置ケーシング１の間に配
置されており、このことは第１１図に示しである。プラ
スチック支持体１１は長手スリット　１２を有し、かつ
第１の温度測定素子３と加熱素子４と第２の温度測定素
子５に対応する位置に切欠き１３を有する。

第１図、第３図、第５図及び第１１図に示すように、測
定装置ケーシングｌは、それぞれ第１の温度測定素子３
と加熱素子４と第２の温度測定素子５を収容する脚範囲
１４、電気接続のために使われる頭範囲１５、及び脚範
囲と頭範囲を結合する中央範囲１６かも成る。第１図及
び第３図による実施例において測定装置ケーシング１０
頭範囲１５及び中央範囲１６は、脚範囲１４におけるも
のより大きな内径を有する。第５図による実施例では、
測定装置ケーシングｌの内径ははじからはじまで同じで
ある。それに対して第１１図による実施例において測定
装置ケーシングｌの頭範囲１５は、脚範囲１４及び中央
範囲１６におけるものより大きな内径を有する。

第８図に詳細に示すようにプラスチック支持体１１の外
径に内径を合わせた取付はリング１７が設けられており
、かつプラスチック支持体１１及びこのプラスチック支
持体１１のまわりに配置された支持フィルム６を挿入し
た後、取付はリング１７が測定装置ケーシングｌの拡大
された頭範囲１５にあることは、本発明による流れ監視
器の有利な実施例にあてはまる。

その他に第１図、第３図、第５図、第１０図及び第１１
図は、支持フィルム６が接続ソケット２０に直接結合さ
れていることを示している。

第７図ないし第９図、特に第１０図及び第１１図を一覧
すれば、本発明による流れ監視器の製造の際にどのよう
にして処理されるかが明らかである。

まず機能のため必要な部品、従って第１の温度測定素子
３と加熱素子４と第２の温度測定素子５が、支持フィル
ム６上に取付けられる。それから支持フィルム６は、そ
の上に取付けた部品と共にプラスチック支持体１１のま
わりに置かれる。それから次に第１０図に示すように、
取付はリング１７が、プラスチック支持体１１のまわり
に置かれた支持フィルム６上に押込まれろ。この時本発
明による流れ監視器に所属のいわばあらかじめ組立てら
れた部品は、測定装置ケーシング１内に挿入できろ。

組立てリング１７は、脚範囲１４及び中央範囲１６にお
けろ測定装置ケーシング１の内径より大ぎな外径を有す
るので、あらかじめ組立てられた部品を測定装置ケーシ
ングｌ内に挿入する際、組立てリング１７は測定装置ケ
ーシング１の頭範囲１５に残り、従って第１０図に示す
ようにあらかじめ組立てられた部品は、いわば組立てリ
ング１７を通り抜けて押込まれる。プラスチック支持体
１１は、一方において脚範囲１４及び中央範囲１６にお
ける測定装置ケーシングｌの内径よりも大きい外径を有
し、他方において長手スリット１２を有する。第１０図
に示したあらかじめ組立てられた部品を測定装置ケーシ
ング１内に挿入する際、長手スリット１２により実現し
たプラスチック支持体１１のばね特性が利用される。従
って挿入した状態において、温度測定素子３．５及び加
熱素子４とは反対の支持フィルム６の面は、温度測定素
子３．５と加熱素子４を取付けた範囲において、確実に
かつ意識的に測定装置ケーシング１と熱伝導接触するよ
うになっている。

あらかじめ組立てられた部品を測定装置ケーシング１内
に挿入した後、測定装置ケーシングｌ内に注型樹脂、特
にエポキシド樹脂が充てんされる。

その際密閉栓１８によって確実に、注型樹脂は測定装置
ナーシング１内に侵入しないようになり、従って注型樹
脂は第１の温度測定素子３、加熱素子４及び第２の温度
測定素子５に接触しないようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、公知の流れ監視器の第１の実施例の概略断面
図、第２図は、機能のため必要な部品を配置した第１図
による流れ監視器の支持フィルムを第１図より拡大して
示す図、第３図は、公知の流れ監視器の第２の実施例の
概略断面図、第４図は、機能のため必要な部品を配置し
た第３図による流れ監視器の支持フィルムを第３図より
拡大して示す図、第５図は、公知の流れ監視器の第３の
実施例の概略断面図、第６因は、機能のため必要な部品
を配置した公知の流れ監視器の第４の実施例の支持フィ
ルムの一部を拡大して示す図、第７図は、本発明による
流れ監視器にとって重要な部品、すなわちプラスチック
支持体を示す図、第８図は、本発明による流れ監視器の
有利な実施例に使用する部品、すなわち組立てリングを
示す図、第９図は、本発明による流れ監視器の有利な実
施例に使用する別の部品、すなわち密閉栓を示す図、第
１０図は、本発明による流れ監視器の有利な実施例に所
属した部品を測定装置ケーシングに挿入する前にあらか
じめ組立てて示す図、第１１図は、本発明による流れ監
視器の有利な実施例の断面図である。１・・・測定装置ケーシング、２・・・雄ねじ、３．５
・・・温度測定素子、４・・・加熱素子、６・・・支持
フィルム、７・・・熱伝導ペースト、８・・・端面、９
・・・シリンダ周面、１０・・・ＳＭＤ部品、１工・・
・プラスチック支持体、１２・・・長手スリット、１３
・・・切欠き、１４・・・脚範囲、１５・・・頭範囲、
１６・・・中央範囲、１７・・・組立てリング、１８・
・・密閉栓、２０・・・接続ソケット

Claims

【特許請求の範囲】

（１）雄ねじを有するなるべく金属製の円筒形測定装置
ケーシング、第１の温度測定素子、少なくとも１つの加
熱素子、及び第２の温度測定素子が設けられており、そ
の際第１の温度測定素子と加熱素子と第２の温度測定素
子が、電気的には良好に絶縁するが熱的には良好に伝導
する支持フィルムの一方の面に取付けられており、かつ
温度測定素子及び加熱素子とは反対の支持フィルムの面
が、少なくとも温度測定素子及び加熱素子を取付けた範
囲において測定装置ケーシングに熱伝導接触している、
流れる媒体中の熱損失を電気的に検出する熱伝達測定装
置、特に流れ監視器において、測定装置ケーシング（１
）の内径に合わせたプラスチック支持体（１１）が設け
られており、かつプラスチック支持体（１１）と測定装
置ケーシング（１）の間に支持フィルム（６）が配置さ
れていることを特徴とする熱伝達測定装置、特に流れ監
視器。
（２）プラスチック支持体（１１）が少なくとも部分的
に長手スリット（１２）を有する、請求項１記載の熱伝
達測定装置。
（３）プラスチック支持体（１１）が、第１の温度測定
素子（３）と加熱素子（４）と第２の温度測定素子（５
）に対応する位置に切欠き（１３）を有する、請求項１
又は２記載の熱伝達測定装置。
（４）測定装置ケーシング（１）が、第１の温度測定素
子（３）と加熱素子（４）と第２の温度測定素子（５）
を収容する脚範囲（１４）、電気接続のために使われる
頭範囲（１５）、及び脚範囲（１４）と頭範囲（１５）
を結合する中央範囲（１６）から成る、請求項１〜３の
１つに記載の熱伝達測定装置。
（５）測定装置ケーシング（１）の頭範囲（１５）が、
脚範囲（１４）及び中央範囲（１６）におけるものより
大きな内径を有する、請求項４記載の熱伝達測定装置。
（６）プラスチック支持体（１１）の外径に内径を合わ
せた取付けリング（１７）が設けられており、かつプラ
スチック支持体（１１）及びこのプラスチック支持体（
１１）のまわりに置かれた支持フィルム（６）を挿入し
た後、取付けリング（１７）が測定装置ケーシング（１
）の拡大された頭範囲（１５）にある、請求項５記載の
熱伝達測定装置。
（７）雄ねじを有するなるべく金属製の円筒形測定装置
ケーシング、第１の温度測定素子、少なくとも１つの加
熱素子、及び第２の温度測定素子が設けられており、そ
の際第１の温度測定素子と加熱素子と第２の温度測定素
子が、電気的には良好に絶縁するが熱的には良好に伝導
する支持フィルムの一方の面に取付けられており、かつ
温度測定素子及び加熱素子とは反対の支持フィルムの面
が、少なくとも温度測定素子及び加熱素子を取付けた範
囲において測定装置ケーシングに熱伝導接触している、
特に請求項１〜６の１つに記載の流れる媒体中の熱損失
を電気的に検出する熱伝達測定装置、特に流れ監視器に
おいて、第１の温度測定素子（３）と加熱素子（４）と第２の温
度測定素子（５）の上に密閉栓（１８）が設けられてお
り、かつ密閉栓（１８）の上に注型樹脂、特にエポキシ
ド樹脂が充てんされていることを特徴とする、熱伝達測
定装置、特に流れ監視器。
（８）密閉栓（１８）がポリウレタン発泡材料から成る
、請求項７記載の熱伝達測定装置。
（９）密閉栓（１８）がプラスチック支持体（１１）内
に配置されている、請求項７又は８記載の熱伝達測定装
置。