KR102456210B1 - 유동하는 유체의 온도를 검출하기 위한 온도 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특히 자동차에서 사용하기 위한, 유동하는 유체의 온도를 검출하기 위한 온도 측정 장치(10)에 관한 것이다. 온도 측정 장치(10)는 적어도 하나의 온도 프로브(32)와 하우징(12)을 포함한다. 하우징(12)은 측정 포트(16)를 포함한다. 하우징(12)은 길이 방향 연장 방향(48)을 규정한다. 온도 프로브(32)는 적어도 부분적으로 측정 포트(16) 내에 삽입된다. 측정 포트(16)는 연장축(46)을 따라 하우징(12)의 길이 방향 연장 방향(48)에 대해 수직으로 연장된다. 측정 포트(16)는 개구(28)를 포함하고, 상기 개구는 적어도 부분적으로 스트럿(30)에 의해 제한된다. 스트럿(30)은 연장축(46)에 대해 실질적으로 평행하게 배치된다. 스트럿(30)은 연장축(46)에 대해 수직인 단면에 프로파일 스트링(50)을 갖는다. 측정 포트(16)는 2개의 스트럿(30)을 포함하고, 상기 스트럿들은, 프로파일 스트링(50)이 연장축(46)에 대해 수직인 단면 내에 유동하는 유체의 메인 유동 방향(18)에 대해 편향되어 배치되도록 배치된다.

Description

유동하는 유체의 온도를 검출하기 위한 온도 측정 장치{TEMPERATURE MEASURING DEVICE FOR DETECTING TEMPERATURE OF A FLOWING FLUID MEDIUM}
본 발명은 유동하는 유체의 온도를 검출하기 위한 온도 측정 장치에 관한 것이다.
예를 들어 자연과학 또는 의료공학과 같은 다양한 기술 분야에서 유체의 하나 이상의 특성이 검출되어야 한다. 상기 특성은 기본적으로 온도, 압력, 유동성 등과 같은, 유체, 즉 기체 및/또는 액체의 임의의 물리적 및/또는 화학적 특성에 관련될 수 있다. 중요한 예는 유체 온도의 검출이지만, 본 발명이 이것에 제한되지는 않는다. 하기에서는 특히 자동차에서 사용될 수 있는 온도 측정 장치와 관련된다. 이러한 온도 센서들은 예를 들어 Konrad Reif(발행인): 차량 내 센서, 제 1 판 2010, 137 페이지에 공개되어 있다. 거기에 설명된 측정 원리는 기본적으로 본 발명의 범위에서도 사용될 수 있다. 그러나 기본적으로 다른 사용 분야도 가능하다.
DE 10 2009 026 472 A1호에 예를 들어 압력 검출을 위한 다른 측정 프로브와 함께 사용되는 측정 프로브를 구비한 온도 측정 장치가 공개되어 있다.
사용된 온도 측정 프로브는 예를 들어 소위 NTC, 즉 부온도 계수를 갖는 온도 의존적 저항일 수 있고, 상기 NTC의 전기 저항은 온도에 따라 변하고, 특히 온도 상승 시 감소한다. 이러한 NTC는 일반적으로 1 내지 4 mm의 직경을 갖는 유리 또는 플라스틱 비드를 포함하고, 상기 비드로부터 전기 접속부인 2개의 핀이 돌출한다.
이러한 온도 측정 장치에 의해 실현된 개선에도 불구하고 공개된 온도 측정 장치의 최적화 잠재성은 여전히 존재한다. 따라서 급기압 측정을 위한 저압 센서에 대개 예를 들어 NTC와 같은 추가의 온도 센서들이 설치된다. 이러한 온도 센서 또는 온도 프로브는 측정 포트를 통해서 흡기 매니폴드 내로 돌출하고, 가급적 지연 없이 유체의 온도를 측정하는 역할을 한다. 조립 및 작동 시 NTC를 보호하기 위해, 상기 NTC는 주로 측정 포트의 소위 보호 케이지 내에 장착된다. 지금까지는 거의 비교적 대형의 그리고 에폭시 커버를 포함하고 열 관성으로 인해 비교적 느린 NTC만이 사용되었다. NTC의 2개의 단부는 고정되고, 케이지는 측정 헤드와 접속 라인을 포함한다. 이로 인해 NTC-케이지는 그 크기와 디자인에 의해 측정 헤드 및 접속 라인 주변의 환류를 양호하게 저지해야 하고, 따라서 느린 NTC 외에 큰 응답 시간을 갖는 온도 신호에도 도움이 되어야 한다.
본 발명의 과제는 공개된 온도 측정 장치의 단점들을 적어도 거의 방지하는, 특히 자동차에 사용하기 위한, 유동하는 유체의 온도를 검출하기 위한 온도 측정 장치를 제공하는 것이다. 특히 예를 들어 유리로 제조된 소형 온도 프로브를 얇고 부드러운 접속 라인과 함께 사용하는 것을 가능하게 하는 온도 측정 장치가 제공되어야 한다. 또한 최적의 접촉 보호 및 조립 보호가 보장되어야 하고, 온도 프로브의 응답 시간이 최적화되어야 한다.
상기 과제는 청구항 제 1 항에 따른 온도 측정 장치에 의해 해결된다.
특히 자동차에서 사용하기 위한, 유동하는 유체의 온도를 검출하기 위한 본 발명에 따른 온도 측정 장치는 적어도 하나의 온도 프로브와 하우징을 포함한다. 하우징은 측정 포트를 포함한다. 하우징은 길이 방향 연장 방향을 규정한다. 온도 프로브는 적어도 부분적으로 측정 포트 내에 삽입된다. 측정 포트는 연장축을 따라 하우징의 길이 방향 연장 방향에 대해 수직으로 연장된다. 측정 포트는 개구를 포함하고, 상기 개구는 적어도 부분적으로 스트럿에 의해 제한된다. 스트럿은 연장축에 대해 실질적으로 평행하게 배치된다. 스트럿은 연장축에 대해 수직인 단면에 프로파일 스트링을 갖는다. 측정 포트는 2개의 스트럿을 포함하고, 이 경우 프로파일 스트링은 메인 유동 방향에 대해 편향되어 배치된다. 예를 들어 2개의 스트럿은, 프로파일 스트링이 길이 방향 연장 방향에 대해 30˚ 내지 60˚의 각도로 배치되도록 배치된다.
스트럿은 타원형 횡단면을 가질 수 있다. 온도 프로브는 접속 라인을 포함할 수 있고, 이 경우 개구는, 적어도 부분적으로 유체가 접속 라인에 유입 가능하도록 형성된다. 접속 라인들은 적어도 2개의 위치에 고정될 수 있다. 온도 프로브는 측정 헤드를 포함할 수 있고, 이 경우 접속 라인들은 측정 헤드로부터 떨어져 있는 단부의 근처에 그리고 측정 헤드의 근처에 고정된다. 스트럿들은 측정 헤드보다 두꺼울 수 있다. 스트럿들은 예를 들어 두께를 가질 수 있고, 측정 헤드는 직경을 가지며, 이 경우 두께 대 직경의 비는 1.0 내지 2.0이다. 측정 포트는 온도 프로브의 삽입을 위해 가이드 채널을 포함할 수 있다. 가이드 채널은 가이드 채널 직경을 가질 수 있고, 이 경우 가이드 채널 직경 대 측정 헤드의 직경의 비는 1.05 내지 1.25이다. 가이드 채널은 적어도 부분적으로 타원형 횡단면을 가질 수 있다. 가이드 채널은 하우징으로부터 멀어지는 방향으로 깔대기 형상으로 테이퍼링될 수 있다. 스트럿은 온도 프로브보다 더 하우징으로부터 돌출할 수 있다.
본 발명과 관련해서 포트란 짧은 관형 접속부이다. 포트는 유체 내로 돌출하여 거기에서 온도를 측정하기 때문에, 포트는 본 발명과 관련해서 측정 포트라고 한다. 유체는 일반적으로 대기압 또는 정상압 이상의 압력을 갖고, 따라서 포트는 소정의 내압성을 가져야 하기 때문에, 포트는 특히 조합된 압력 및 온도 측정 장치에서 압력 포트라도고 한다. 이러한 압력 포트는 본 발명과 관련해서 측정 포트이다.
프로파일 스트링은 본 발명과 관련해서 프로파일의 프로파일 노즈와 프로파일 후방 에지 사이의 가상의 연결 라인이고, 이 경우 유체 역학의 일반적인 정의에 따라 유동 방향으로 바디의 횡단면 형태를 프로파일이라고 한다.
메인 유동 방향이란 본 발명과 관련해서 온도 측정 장치의 위치에서 유체의 국부적 유동 방향이고, 이 경우 예를 들어 난류와 같은 국부적 불규칙성은 고려되지 않을 수 있다. 따라서 특히 메인 유동 방향이란 유동하는 유체의 국부적인 평균 이송 방향일 수 있다.
받음각이란 본 발명과 관련해서 유입되는 유체의 메인 유동 방향과 상류로 가장 멀리 위치한 스트럿의 프로파일 스트링 사이의 각도이다. 물론, 다수의 스트럿을 가진 측정 포트에 대해서도 받음각이 결정될 수 있다. 이 경우 받음각은 제 1 스트럿이라고 할 수 있는, 상류로 가장 멀리 위치한 스트럿부터, 다른 모든 스트럿에 대해 상류로 가장 멀리 있는 관련 스트럿의 가상의 위치와 관련되고, 즉 이론적으로 측정 포트의 다른 스트럿의 받음각의 결정을 위해, 관련 스트럿이 제 1 스트럿의 상류로 가장 먼 위치에 위치하도록 회전된다. 이는 특히, 예를 들어 온도 프로브 둘레에 원주방향으로 배치되고, 이로써 스트럿들의 기본 배치를 놓고 볼 때 상이하게 유체가 유입되는 다수의 스트럿이 제공되는 경우에 중요하다. 따라서, 받음각의 실제 정의를 위해, 스트럿은 전술한 바와 같이 이론적으로 메인 유동 방향과 반대로 제 1 스트럿의 위치로 회전되어야 한다.
본 발명과 관련해서 긴 홀의 형태란 길이방향 측면들이 서로 평행하게 연장되고 단변은 반원에 의해 끝나는 형태이고, 상기 반원의 직경은 형태의 폭 또는 길이방향 측면들의 간격에 상응한다.
온도 프로브란 본 발명과 관련해서 공개된 모든 종류의 온도 센서이고, 특히 소위 NTC, 즉 부온도 계수를 갖는 온도 의존성 전기 저항이고, 상기 NTC의 전기 저항은 온도에 따라 변하고, 특히 온도 상승시 감소한다. 그러나 PTC, 즉 정온도 계수를 갖는 전기 저항이 고려될 수도 있고, 상기 PTC의 저항은 온도가 상승 시 증가한다. 이와 같은 압력 센서의 다른 가능한 형성을 위해 상기 선행기술, 특히 Konrad Reif(발행인): 차량 내 센서, 제 1 판 2010, 137페이지가 참조될 수 있다. 그러나 다른 실시예들도 기본적으로 가능하다.
압력 센서 소자란 본 발명과 관련해서, 압력 및/또는 유체의 압력을 검출하기 위해 이용되는 측정값에 대해서 실제 측정 신호를 전달하는 소자이다. 압력 센서에서 일반적인 것처럼, 예를 들어 압력 센소 소자는 측정 브리지로서 형성된 센서 멤브레인을 포함하고, 상기 센서 멤브레인은 하나 이상의 압전저항형 소자 및/또는 다른 종류의 감응 소자를 포함한다. 압력 센서 소자는 예를 들어 유리 베이스 및 상기 유리 베이스 상에 배치된 실리콘칩을 포함할 수 있고, 상기 실리콘칩의 표면에 예를 들어 휘트스톤 브리지 형태로 압전저항형 저항 소자들로 구성될 수 있는 평가 회로가 제공된다. 압력 검출에 필요한 멤브레인은 실리콘칩 후면의 에칭에 의해 제조될 수 있다. 실리콘칩과 유리 베이스의 연결은 예를 들어 진공 상태에서 이루어지므로, 계속해서 에칭된 구멍 내부도 진공 상태가 된다. 이러한 압력 센서 소자의 다른 가능한 형성을 위해 예컨대 Konrad Reif(발행인): 차량 내 센서, 제 1 판 2010, 134-136 페이지가 참조될 수 있다. 그러나 다른 실시예들도 기본적으로 가능하다.
본 발명의 기본 사상은 측정될 유체의 온도 변화 시 유입 및 방출되는 열의 대부분이 온도 프로브의 접속 라인을 통해 제거되는 사실에 기초한다. 예를 들어 측정될 유체가 가열되면, 접속 라인이 가열되고, 상기 접속 라인은 열을 측정 헤드에 또는 내측에 있는 세라믹에 전달한다. 따라서 신속한 온도 신호가 바람직하고, 접속 라인의 양호한 유입과 전체적으로 작은 온도 프로브가 중요하다. 본 발명에서 온도 프로브에 대한 접촉 보호부는, 유체, 예컨대 공기가 일반적인 설치 방향에서 하우징의 길이 방향 연장 방향으로 또는 이에 대해 90˚오프셋 되어 포트를 따라 스쳐 지나가는 경우에, 항상 방해 없이 접속 라인을 환류할 수 있도록 설계된다. 2개의 타원 형태의 접촉 보호부로서 스트럿의 특수한 형상에 의해, 유동 속도와 열전달이 낮은, 장애가 되는 사수(deat water) 구역이 형성되지 않는다. 열전달을 위해 이와 같이 중요한 접속 라인에 항상 최적으로 유체가 유입된다.
본 발명의 다른 기본 사상은, 온도 프로브가 공개된 온도 측정 장치에서처럼 측정 헤드로부터 떨어져 있는 단부에만 고정되어 실제 측정 포트 내에서 분리된 상태가 아니라, 2개의 지점에 고정되는 것이다. 예를 들어 온도 프로브는 센서 모듈과 하우징 사이의 접착부에 및 측정 헤드 바로 위의 접속 라인의 클램핑부에 고정된다. 이로 인해 온도 프로브는 매우 짧은 범위에서만 움직일 수 있고, 이는 연결을 전체적으로 더 견고하게 만들고, 온도 프로브 및 접속 라인에 대한 진동 부하를 상당히 줄인다.
모든 저압 센서의 하단부에 O-링, 온도 프로브 및 온도 프로브용 접촉 보호부를 가진 포트가 배치된다. 최종 조립 시 온도 프로브는 먼저 휘어진 후에, 위에서부터 아직 빈 센서 하우징 내로 삽입된다. 또한 온도 프로브는 센서 내에서 가이드 벽을 따라 미끄러진다. 측정 헤드는 가이드 홀을 통해 슬라이딩하고, 접속 라인은 가이드 홀 내에서 고정된다. 후속해서 센서는 전기 접촉되고, 예컨대 용접 또는 납땜되고, 모듈 접착제에 의해 패시베이트 된다. 아래에서 클램핑에 의해 그리고 위에서 용접 또는 납땜에 의해 온도 프로브가 기계적으로 고정된다.
센서 하우징 내에 조립에 중요한 것은 매끄러운 가이드 벽이고, 상기 가이드 벽은 나머지 하우징과 함께 일종의 깔대기를 형성하고, 상기 깔대기는 온도 프로브를 수용한다. 가이도 홀의 윤곽은 온도 프로브의 측정 헤드의 직경보다 약간 더 큰 최소 직경을 갖는 거의 타원형이다. 이러한 형상에 의해 접속 라인은 조립 중에 저절로 최종 위치로 미끄러진다.
접촉 보호부는, 날개와 유사한 2개의 웨브가 센서 길이방향 축에 대해 약 45˚로 배치되도록 설계되는데, 그 이유는 센서가 노출되는 유동 방향은 센서 길이방향으로 또는 이에 대해 90˚회전되어 위치하기 때문이다. 회전된 배치에 의해 접속 라인과 측정 헤드는 완전히 차폐되지 않는다. 이들은 접촉 보호부의 후속(trailing) 영역에는 위치하지 않는다. 또한 사출 성형부로서 구현 시 포트는 비교적 간단하게 제거될 수 있다. 접촉 보호부의 개별 접속 라인들은 온도 프로브와 거의 동일한 두께를 갖고, 온도 프로브보다 더 유동 내로 돌출하고, 이로써 조립 및 작동 시 기계적 보호가 보장된다.
본 발명의 다른 선택적인 세부사항들 및 특징들은 도면에 개략적으로 도시된 바람직한 실시예의 하기 설명에 제시된다.
도 1은 본 발명에 따른 온도 측정 장치의 사시도.
도 2는 온도 측정 장치의 저면도.
도 3은 온도 측정 장치의 측정 포트의 가이드 채널의 횡단면도.
도 4는 온도 측정 장치의 평면 사시도.
도 5는 온도 측정 장치의 횡단면도.
도 6은 도 5에 비해 90˚회전된 온도 측정 장치의 다른 횡단면도.
도 1은 유동하는 유체의 온도를 검출하기 위한 본 발명에 따른 온도 측정 장치(10)의 분해도를 도시한다. 온도 측정 장치(10)는 조합된 압력-온도 센서로서 형성될 수 있다. 본 발명은 특히 자동차 기술 분야에서 이용될 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 온도 측정 장치(10)는 예를 들어 내연기관의 흡기 매니폴드에 설치될 수 있으므로, 유체는 내연기관에 공급된 흡입 공기일 수 있다. 유체의 온도와 선택적으로 압력 또는 다른 파라미터가 결정되어야 하는 다른 적용도 가능하다.
온도 측정 장치(10)는 하우징(12)과 측정 포트(16)를 포함하고, 상기 하우징은 하우징 커버(14)에 의해 폐쇄될 수 있고, 상기 측정 포트는 압력 포트로서 형성될 수 있다. 측정 포트(16)는 유동하는 유체 내로 돌출하고, 메인 유동 방향(18;도 2)으로 상기 유체에 의해 환류된다. 측정 포트(16)는 하단부(20)와 상단부(22)를 갖는다. 측정 포트(16)는 하우징(12)에 하단부(22)보다 더 가깝게 위치한 상단부(22)에 밀봉링(26), 예컨대 O-링을 위한 홈(24)을 갖고, 상기 O-링에 의해 나머지 하우징(12)이 밀봉될 수 있다. 측정 포트(16)는 케이지 형태로 형성되고, 개구(28)를 포함하고, 상기 개구를 통해 유동하는 유체가 측정 포트(16)의 내측으로 유입될 수 있다. 개구(28)는 2개의 스트럿(30)에 의해 제한된다. 측정 포트(16)의 내측에 지지부가 제공될 수 있고, 상기 지지부는 거기에 수용된 온도 프로브(32)를 지지하고 안정화한다.
온도 프로브(32)는 예를 들어 NTC-저항의 형태로 형성될 수 있다. 온도 프로브(32)는 휘어질 수 있는 핀 형태의 2개의 전기 접속부(36)를 가진 유리 또는 플라스틱 비드의 형태의 측정 헤드(34)를 포함한다. 측정 헤드(34)는 볼 형태로 형성되고, 예를 들어 1 mm 내지 4 mm의 직경을 갖는다. 도 1에 도시된 바와 같이, 온도 프로브(32)는 측정 포트(16)로부터 떨어져 있는 하우징(12)의 측면으로부터 삽입될 수 있다. 상응하게 온도 프로브(32)는 적어도 부분적으로 측정 포트(16) 내에 삽입된다.
하우징(12)의 내부에서 온도 프로브(32)는 접속 라인(36)에 의해 센서 모듈(40;도 5)의 펀칭 그리드(38;도 5)에 연결될 수 있다. 센서 모듈(40)은 도시된 실시예에서 조합된 센서 모듈이고, 상기 센서 모듈은 유동하는 유체의 압력의 검출을 위해 그리고 유동하는 유체의 온도의 검출을 위해 형성된다. 따라서 센서 모듈(40)은 온도 프로브(32) 및 압력 센서 소자(42;도 5)를 포함한다. 센서 모듈(40)은 예를 들어 캐리어(44; 도 5) 상에 배치되고, 상기 캐리어에 예를 들어 상세히 도시되지 않은 본딩 와이어에 의해 전기 접속된다. 캐리어(44)는 또한 도시되지 않은 본딩 와이어에 의해 펀칭 그리드(38) 및 온도 프로브(32)의 접속 라인(36)에 전기 접속될 수 있다. 또한 캐리어(44)는 온도 측정 장치(10)의 도시되지 않은 접속 콘택에 전기 접속될 수 있고, 상기 콘택은 하우징(12)으로부터 밖으로 안내된다. 도시된 바와 같이, 평가 회로와 나머지 전자장치가 배치된 하우징(12)의 내부는 커버(14)에 의해 폐쇄될 수 있다. 온도 측정 장치(10)가 하우징(12)에 의해, 유체를 포함하고 있는 측정 가스 챔버에 설치된 상태에서, 측정 포트(16)는 연장축(46)을 따라 유체 내로 돌출한다. 스트럿(30)은 이 경우 연장축(46)에 대해 실질적으로 평행하게 배치된다. 측정 포트(16)는 스트럿(30)을 제외하고 연장축(46)을 중심으로 회전 대칭으로 형성될 수 있다.
도 2는 온도 측정 장치(10)의 저면도를 도시한다. 하우징(12)은 하우징(12)의 가장 긴 치수에 대해 평행하게 연장되는 치수를 갖는 길이 방향 연장 방향(48)을 규정한다. 온도 측정 장치(10)는 일반적으로, 길이 방향 연장 방향(48)이 연장축(46)에 대해 수직인 단면에서 메인 유동 방향(18)에 대해 평행하게 또는 이에 대해 90˚의 각도로 정렬되도록 흡기 매니폴드에 조립된다. 또한 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 스트럿(30)은 연장축(46)에 대해 수직인 단면에서 각각 타원형 횡단면과 프로파일 스트링(50)을 갖는다. 프로파일 스트링(50)은 연장축(46)에 대해 수직인 단면 내에서 메인 유동 방향(18)에 대해 편향되어 배치된다. 프로파일 스트링(50)는 연장축(46)에 대해 수직인 단면에서 길이 방향 연장 방향(48)에 대해 예를 들어 30 ˚내지 60˚ 그리고 바람직하게 40˚내지 50˚각도 α로 배치된다. 이 경우 45˚의 각도 α로 배치가 바람직하다. 개구(28)는, 화살표로 도시된 바와 같이 접속 라인(36)에 유체가 적어도 부분적으로 유입 가능하게 형성된다. 다시 말해서 개구(28)는, 유체가 접속 라인(36)으로 방해 없이 유동할 수 있도록 배치되고 치수 설계된다.
온도 프로브(32)의 삽입을 위해 측정 포트(16)는 가이드 채널(52)을 포함한다. 도 3은 가이드 채널(52)의 저면도 또는 횡단면도를 도시한다. 가이드 채널(52)은 연장축(46)에 대해 수직인 단면에 타원형 횡단면을 갖는다. 가이드 채널(52)은 가이드 채널 직경을 갖는다. 가이드 채널 직경은 타원형 횡단면 형태의 작은 하프축을 따른 치수이다. 가이드 채널 직경 대 측정 헤드(34) 직경의 비는 1.05 내지 1.25일 수 있고, 예를 들어 1.10일 수 있다.
도 4는 온도 측정 장치(10)의 평면 사시도를 도시한다. 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 도 4와 관련해서 온도 프로브(32)는 위에서부터 하우징(12) 및 측정 포트(16) 내에 삽입된다.
도 5는 온도 측정 장치(10)의 제 1 횡단면도를 도시한다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 가이드 채널(52)은 하우징(12)으로부터 멀어지는 방향으로 깔때기 형상으로 테이퍼링 된다. 스트럿(30)은 두께를 갖는다. 스트럿(30)의 두께는 연장축(46)에 대해 수직인 단면 내의 스트럿의 최대 치수이다. 측정 헤드(34)는 직경을 갖는다. 두께 대 직경의 비는 1.0 내지 1.25일 수 있고, 예를 들어 1.05일 수 있다. 도 5에서 더 알 수 있는 바와 같이, 스트럿(30)은 온도 프로브(32)보다 더 하우징(12)으로부터 돌출한다. 이로 인해 온도 측정 장치(10)의 조립 및 작동시 기계적 보호가 보장된다.
도 6은 온도 측정 장치(10)의 제 2 횡단면도를 도시한다. 제 2 횡단면도는 도 5의 제 1 횡단면도에 비해 90˚회전된다. 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 접속 라인(36)은 적어도 2개의 위치(54, 56)에 고정된다. 즉 접속 라인(36)은 측정 헤드(34)로부터 떨어져 있는 단부 근처의 위치(54)에 고정되고, 측정 헤드(34) 근처의 위치(56)에 고정된다. 예를 들어 접속 라인(36)은 한편으로는 접착부(58)에 의해 압력 센서(40)와 하우징(12) 사이의 위치(54)에 고정되고, 다른 한편으로는 클램핑부(60)에 의해 측정 헤드(34) 바로 위의 위치(56)에 고정된다. 도 6은 또한 흡기 매니폴드(64)에 조립을 도시한다. 길이 방향 연장 방향(48)이 메인 유동 방향(18)에 대해 평행한 하우징(12)의 정렬이 도시된다.
온도 측정 장치(10)의 조립 시 먼저 온도 프로브(32)의 접속 라인(36)이 측정 헤드(34)로부터 떨어져 있는 섹션(62;도 3 및 도 5) 내에서 휘어진다. 그리고 나서 온도 프로브(32)가 위에서부터 아직 빈 하우징(12) 및 가이드 채널(52) 내로 삽입된다. 이 경우 도 5에 도시된 바와 같이, 온도 프로브(32)의 측정 헤드(34)는 가이드 채널(52) 내에서 또는 가이드 채널(52)의 벽을 따라 슬라이딩한다. 측정 헤드(34)는 가이드 채널(52)을 통해서 미끄러지고, 가이드 채널(52) 내의 클램핑부(60)에 클램핑 된다. 후속해서 센서 모듈(40)이 하우징(12) 내에 공개된 방식으로 설치된다. 끝으로, 온도 프로브(32)는 센서 모듈(40)에 전기 접촉되고, 예컨대 용접되고, 모듈 접착제에 의해 위치(54)에서 패시베이트 된다. 클램핑부(60)에 의해 위치(56)에, 접착부(58)에 의해 위치(54)에 그리고 용접부에 의해 상부에 온도 프로브(32)가 기계적으로 고정된다.
10 온도 측정 장치
12 하우징
14 하우징 커버
16 측정 포트
18 메인 유동 방향
20 하단부
22 상단부
28 개구
30 스트럿
32 온도 프로브
36 접속 라인
40 센서 모듈
42 압력 센서 소자
46 연장축
48 길이 방향 연장 방향
50 프로파일 스트링
52 가이드 채널

Claims (10)

  1. 유동하는 유체의 온도를 검출하기 위한 온도 측정 장치(10)로서, 적어도 하나의 온도 프로브(32)와 하우징(12)을 포함하고, 상기 하우징(12)은 측정 포트(16)를 포함하고, 상기 하우징(12)은 길이 방향 연장 방향(48)을 규정하고, 상기 온도 프로브(32)는 적어도 부분적으로 상기 측정 포트(16) 내에 삽입되고, 상기 측정 포트(16)는 연장축(46)을 따라 상기 하우징(12)의 길이 방향 연장 방향(48)에 대해 수직으로 연장되고, 상기 측정 포트(16)는 개구(28)를 포함하고, 상기 개구는 적어도 부분적으로 스트럿(30)에 의해 제한되고, 상기 스트럿(30)은 상기 연장축(46)에 대해 평행하게 배치되고, 상기 스트럿(30)은 상기 연장축(46)에 대해 수직인 단면에서 스트링 형태의 단면을 갖는 프로파일 스트링(50)을 갖는 온도 측정 장치에 있어서,
    상기 측정 포트(16)는 2개의 스트럿(30)을 포함하고, 상기 스트럿들은, 상기 프로파일 스트링(50)이 상기 연장축(46)에 대해 수직인 단면 내에서 유동하는 유체의 메인 유동 방향(18)에 대해 기울어지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스트럿(30)은 타원형 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 온도 프로브(32)는 접속 라인(36)을 포함하고, 상기 개구(28)는, 적어도 부분적으로 유체가 상기 접속 라인(36)에 유입 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 접속 라인(36)은 적어도 2개의 위치(54, 56)에 고정되는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 온도 프로브(32)는 측정 헤드(34)를 포함하고, 상기 접속 라인(36)은 상기 측정 헤드(34) 반대편을 향하는 단부 근처의 위치(54)에 및 상기 측정 헤드(34) 근처의 위치(56)에 고정되는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 스트럿(30)은 두께를 갖고, 상기 측정 헤드(34)는 직경을 갖고, 상기 두께 대 상기 직경의 비는 1.0 내지 2.0인 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 측정 포트(16)는 상기 온도 프로브(32)의 삽입을 위해 가이드 채널(52)을 포함하고, 상기 가이드 채널(52)은 상기 가이드 채널의 폭에 대응하는 가이드 채널 직경을 갖고, 상기 가이드 채널 직경 대 상기 측정 헤드(34)의 직경의 비는 1.05 내지 1.25인 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 가이드 채널(52)은 적어도 부분적으로 타원형 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 하우징(12)은 상기 하우징(12)으로부터 멀어지는 방향으로 깔때기 형상으로 테이퍼링 되되 상기 가이드 채널(52)에 연결되는 채널이 부가적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 스트럿(30)은 상기 온도 프로브(32)보다 상기 하우징(12)으로부터 더욱 돌출하는 것을 특징으로 하는 온도 측정 장치.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018107130A1 (de) * 2018-03-26 2019-09-26 Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg Sensor der Prozessautomatisierungstechnik
CN109238487B (zh) * 2018-09-25 2020-11-13 Tcl空调器(中山)有限公司 热敏电阻支架及空调机
US11692884B2 (en) * 2020-08-17 2023-07-04 Rosemount Inc. Thermowell with pressure sensing capabilities

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19731420A1 (de) * 1997-07-22 1999-01-28 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Erfassung des Drucks und der Temperatur im Saugrohr einer Brennkraftmaschine und Verfahren zu ihrer Herstellung
US6076963A (en) * 1998-10-20 2000-06-20 Avionics Specialties, Inc. Aircraft probe with integral air temperature sensor
DE102009026472A1 (de) 2009-05-26 2010-12-02 Robert Bosch Gmbh Temperaturmessvorrichtung zur Erfassung einer Temperatur eines strömenden fluiden Mediums
DE102010002480A1 (de) * 2010-03-01 2011-09-01 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Fixierung eines Temperatursensors
DE102010028267A1 (de) * 2010-04-27 2011-10-27 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Erfassung einer Eigenschaft eines strömenden fluiden Mediums
US8919209B2 (en) * 2010-10-07 2014-12-30 General Electric Company Device for measuring the characteristics of a flow within a pipe
FR2970076B1 (fr) * 2010-12-30 2012-12-21 Sc2N Sa Dispositif de mesure de temperature pour conduite de gaz reliee a un moteur thermique de vehicule automobile, moteur thermique et vehicule equipes dudit dispositif.
DE102011078004A1 (de) * 2011-06-22 2012-12-27 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung zur Bestimmung wenigstens einer Strömungseigenschaft eines mit einer Hauptströmungsrichtung strömenden fluiden Mediums

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