WO2020104167A1 - MESSSONDE ZUR BESTIMMUNG ODER ÜBERWACHUNG EINER PHYSIKALISCHEN ODER CHEMISCHEN PROZESSGRÖßE EINES MEDIUMS - Google Patents

MESSSONDE ZUR BESTIMMUNG ODER ÜBERWACHUNG EINER PHYSIKALISCHEN ODER CHEMISCHEN PROZESSGRÖßE EINES MEDIUMS

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WO2020104167A1
WO2020104167A1 PCT/EP2019/079877 EP2019079877W WO2020104167A1 WO 2020104167 A1 WO2020104167 A1 WO 2020104167A1 EP 2019079877 W EP2019079877 W EP 2019079877W WO 2020104167 A1 WO2020104167 A1 WO 2020104167A1
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measuring probe
outer contour
adapter
measuring
probe according
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Dirk Osswald
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Endress+Hauser SE+Co. KG
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284—Electromagnetic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/225—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles used in level-measurement devices, e.g. for level gauge measurement

Definitions

  • Measuring probe for determining or monitoring a physical or chemical process variable of a medium
  • the invention relates to a measuring probe for determining or monitoring a physical or chemical process variable of a medium that is located in a container.
  • the container can be a tank, a pipe, or the like. act.
  • level measuring devices For example, level measuring devices, flow measuring devices, pressure and pressure sensors are used to record process variables in automation technology
  • Temperature measuring devices, analysis measuring devices, etc. The measuring devices record the corresponding process variables level, flow, pressure,
  • Measuring devices essentially consist of a measuring probe, with at least one sensor element or a measuring element that supplies information about the process variable, and at least one electronic unit that controls the sensor element, processes and / or evaluates the information supplied by the sensor element / measuring probe and measures values the process variable.
  • Measuring devices are often used in an industrial environment in a process environment, the temperature of which is above the maximum permissible temperature of temperature-sensitive components or temperature-sensitive components of the electronic unit, the so-called transmitter.
  • a connecting component is provided between the measuring probe that is exposed to the process and the electronic unit with the at least one temperature-sensitive component, the thermal component of which
  • a corresponding device for determining the The filling level of a filling material in a container has become known, for example, from DE 10 2012 103 493 A1.
  • measuring instruments are used in the chemical or pharmaceutical industry, but also in the
  • Food sector e.g. are often subject to rapid temperature changes in succession due to cleaning processes. As a result of rapid temperature changes, high temperatures occur at least for a short time
  • the thermally decoupling connection component from a material which has the properties of metal with regard to stability and conductivity.
  • the usually high thermal conductivity of metals runs counter to the desired thermal decoupling in principle. It is conceivable to achieve a high thermal resistance and thus good thermal decoupling by adapting the geometry of the connection component.
  • a desired high thermal resistance can be achieved by a suitable cross-sectional reduction and / or a suitable increase in the length of the connecting component.
  • Design of a measuring device can be achieved if a connection component with increased longitudinal expansion is used for thermal decoupling. It is also not possible to reduce the cross-section arbitrarily, since below a predetermined cross-section of the connection component, the stability required at the industrial location of the measuring device is no longer guaranteed.
  • the invention has for its object a compact measuring probe for determining a physical or chemical process variable in the To propose automation technology that is suitable for temperature reduction.
  • the task is solved by a measuring probe for determination or
  • Housing component is provided for receiving at least one measuring element sensitive to the process variable, a process adapter being provided in an end region of the tubular housing component, which can be screwed into a process connection part of the container by means of a screw thread, a housing adapter for fastening the measuring electronics housing in the opposite end region of the tubular housing is provided, wherein in an intermediate area between the
  • tubular component has a defined outer contour, which is designed such that a torque can be introduced onto the tubular component via the defined outer contour for the purpose of screwing the process adapter in or unscrewing the process adapter from the process connection part of the container, and wherein the outer contour is preferably parallel over the entire circumference arranged cooling fins are introduced.
  • the housing area provided and used for screwing the measuring probe in and out is additionally provided with cooling fins. These cooling fins are designed and dimensioned in such a way that neither the stability of the measuring probe nor the functionality of the housing area provided for the screwing in and unscrewing process is impaired.
  • a compact measuring probe is provided which additionally also fulfills the function of a temperature difference between the
  • the defined outer contour is preferably designed as an n-square drive, preferably as a hexagonal drive.
  • the defined outer contour has an essentially round cross section.
  • at least one radial bore is provided in the region of the defined outer contour, via which a torque can be transmitted to the measuring probe by means of a suitable tool.
  • the cooling fins are generated by grooves made in the defined outer contour. These preferably run over the entire circumference of the defined outer contour.
  • the penetration depth of the individual grooves depends on the defined outer contour: While the penetration depth is the same for an outer contour with a substantially round cross-section over the circumference, it can be different for an angular outer contour over the circumference. Here, the penetration depth is greater in the area of the edges than in the area of the straight surfaces. In any case, it must be ensured that the penetration depth in the area of the greatest reduction of the
  • a groove between two adjacent cooling fins preferably has a semicircular or a rectangular, trapezoidal or triangular cross section with preferably rounded corners.
  • the distance between two adjacent cooling fins is preferably in the range between 1-2mm.
  • the grooves for creating the cooling fins are preferably introduced into the outer contour by means of a lathe and a plunge steel.
  • the tubular housing component is manufactured as a cast part, the cooling fins and grooves may be already shown in the tool.
  • the measuring probe is preferably made of stainless steel.
  • Other suitable materials are e.g. Aluminum, mild steel, alloy or titanium. The invention is explained in more detail with reference to the following figures. It shows:
  • FIG. 1a a longitudinal section through the measuring probe shown in FIG. 1 according to the identification A-A,
  • FIG. 1 b a cross section through the measuring probe shown in FIG. 1 according to the identification B-B,
  • FIG. 1 c a perspective view of the measuring probe shown in FIG. 1,
  • Fig. 2 a measuring probe according to the invention with 3 A "process thread in
  • FIG. 2a a cross section through the measuring probe shown in FIG. 2 according to the identification A-A
  • FIG. 2b a longitudinal section through the measuring probe shown in FIG. 2 according to the identification B-B
  • Fig. 2c a perspective view of the measuring probe shown in Fig. 2 and 3: a schematic representation of a measuring device which is attached to a container by means of the measuring probe according to the invention.
  • FIG. 1 shows a measuring probe 1 according to the invention - here with
  • the measuring probe 1 has a tubular housing component 4 for receiving at least one measuring element 5 that is sensitive to the process variable.
  • the measuring element is not shown separately in FIG. 1. As already mentioned above, it is designed so that it contains information about the one to be determined or monitored
  • Process variable delivers. 3, for example, a radar
  • the measuring element 5 here is the antenna that transmits and receives the measurement signals.
  • the measuring element 5 is a conductive elongate probe which extends into the container 2.
  • the tubular one is in an end region
  • Housing component 4 a process adapter 6 is provided, which via a screw thread 7 in a corresponding thread
  • Process connector 8 of the container 2 can be screwed.
  • the process connection part 8 can be located in an opening 13 in the lid 14 of the container 2.
  • the process connection part 8 can also be arranged in the side wall of the container 2. This is usually the case with pressure measuring devices or point level measuring devices.
  • a housing adapter 9 is provided for fastening the measuring electronics housing 10.
  • a screw connection is usually also provided here.
  • the connection for receiving the measuring electronics housing 10 can also be designed as a welded connection, with or without
  • Screw thread can also be a plugged connection, e.g. is secured with a locking ring.
  • connection techniques mentioned can also be combined with one another.
  • the process adapter 6 and the housing adapter 9 have a defined outer contour 11 on the outer wall of the tubular component 4. These The outer contour 11 is designed such that a torque can be introduced onto the tubular component 4 for the purpose of screwing the process adapter 6 into or unscrewing the process adapter 6 from the process connection part 8 of the container 2.
  • the cross section of the tubular component is reduced in the region of the defined outer contour by the grooves 15.
  • the grooves 15 or cooling fins 12 prevent the temperature prevailing in the container 2 from becoming unrestricted
  • Measuring probe 1 in the intermediate area to increase the thermal resistance and thus to a temperature drop of a few degrees Celsius.
  • the longitudinal section from FIG. 1 a and the cross section from FIG. 1 b show the penetration depth t of the grooves 15 between the cooling fins 12 and the distance a between two adjacent cooling fins 12. Both sizes are dimensioned in such a way that the required and necessary stability of the measuring probe 1 is ensured.
  • the penetration depth t of the grooves 15 can vary over the circumference of the defined outer contour 11.
  • the penetration depth t ends on a circular line with the radius r.
  • the penetration depth t2 in the area of the corners is greater than the penetration depth t1 in the region of the straight sections t1.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messsonde (1) zur Bestimmung oder Überwachung einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße eines Mediums (2), das sich in einem Behälter (3) befindet, wobei eine rohrförmige Gehäusekomponente (4) zur Aufnahme zumindest eines für die Prozessgröße sensitiven Messelements (5) vorgesehen ist, wobei in einem Endbereich der rohrförmigen Gehäusekomponente (4) ein Prozessadapter (6) vorgesehen ist, der über ein Schraubgewinde (7) in ein Prozessanschlussteil (8) des Behälters (2) einschraubbar ist, wobei im gegenüberliegenden Endbereich der rohrförmigen Gehäusekomponente (4) ein Gehäuseadapter (9) zur Befestigung des Messelektronikgehäuses (10) vorgesehen ist, wobei in einem Zwischenbereich zwischen dem Prozessadapter (6) und dem Gehäuseadapter (9) die Außenwandung der rohrförmigen Komponente (4) eine definierte Außenkontur (11) aufweist, die so ausgestaltet ist, dass über die definierte Außenkontur (11) zwecks Einschrauben des Prozessadapters (6) in oder Ausschrauben des Prozessadapters (6) aus dem Prozessanschlussteil (8) des Behälters (2) ein Drehmoment auf die rohrförmige Komponente (4) einleitbar ist, und wobei in die Außenkontur (11) bevorzugt über den Gesamtumfang parallel angeordnete Kühlrippen (12) eingebracht sind.

Description

Messsonde zur Bestimmung oder Überwachung einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße eines Mediums
Die Erfindung betrifft eine Messsonde zur Bestimmung oder Überwachung einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße eines Mediums, das sich in einem Behälter befindet. Bei dem Behälter kann es sich um einen Tank, eine Rohrleitung, o.ä. handeln.
Zur Erfassung von Prozessvariablen in der Automatisierungstechnik dienen beispielsweise Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und
Temperaturmessgeräte, Analysemessgeräte, usw. Die Messgeräte erfassen die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck,
Temperatur, Analysedaten, wie den pFI-Wert, die Trübung oder die
Leitfähigkeit. Messgeräte bestehen im Wesentlichen aus einer Messsonde, mit zumindest einem Sensorelement bzw. einem Messelement, das Information über die Prozessvariable liefert, und zumindest einer Elektronikeinheit, die das Sensorelement ansteuert, die von dem Sensorelements/der Messsonde gelieferten Informationen aufbereitet und/oder auswertet und Messwerte der Prozessvariable zur Verfügung stellt. Die in der vorliegenden
Patentanmeldung beschriebene Messsonde ist in dem zuvor beschriebenen Umfang zu verstehen. Sie gilt selbstverständlich auch für Prozessvariablen der Automatisierungstechnik, die hier nicht explizit genannt sind.
Messgeräte werden im industriellen Umfeld häufig in einer Prozessumgebung eingesetzt, deren Temperatur über der maximal zulässigen Temperatur von temperaturempfindlichen Komponenten oder temperaturempfindlicher Bauteile der Elektronikeinheit, des sog. Messumformers, liegt. Um zu verhindern, dass eine temperaturempfindliche Komponente oder ein temperaturempfindliches Bauteil zerstört wird - was üblicherweise zum Ausfall des Messgeräts führt - ist beispielsweise zwischen der Messsonde, die dem Prozess ausgesetzt ist, und der Elektronikeinheit mit dem zumindest einen temperaturempfindlichen Bauteil eine Verbindungskomponente vorgesehen, deren thermischer
Widerstand so hoch ist, dass das Sensorelement/die Messsonde und die Elektronikeinheit thermisch in dem erforderlichen Maße voneinander entkoppelt sind. Eine entsprechende Vorrichtung zur Bestimmung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter ist beispielsweise aus der DE 10 2012 103 493 A1 bekannt geworden.
Darüber hinaus ist zu beachten, dass Messgeräte beim Einsatz in der chemischen oder pharmazeutischen Industrie, aber auch im
Lebensmittelbereich z.B. aufgrund von Reinigungsprozessen oftmals schnell aufeinanderfolgenden Temperaturänderungen unterworfen sind. Infolge schneller Temperaturänderungen treten zumindest kurzzeitig hohe
Temperaturgradienten auf. Diese Temperaturgradienten sind erst
abgeklungen, wenn das thermische Gleichgewicht zwischen Messgerät und Prozess erreicht ist.
Aufgrund der unterschiedlichen Randbedingungen, wie z.B. geforderte
Druckfestigkeit und/oder elektrische Leitfähigkeit, ist es bei industriellen Applikationen ratsam, die thermisch entkoppelnde Verbindungskomponente aus einem Material zu fertigen, das bezüglich Stabilität und Leitfähigkeit die Eigenschaften von Metall hat. Die üblicherweise hohe thermische Leitfähigkeit von Metallen läuft einer angestrebten thermischen Entkopplung jedoch prinzipiell zuwider. Denkbar ist es, über die Anpassung der Geometrie der Verbindungskomponente einen hohen thermischen Widerstand und damit eine gute thermische Entkopplung zu erreichen. Insbesondere lässt sich durch eine geeignete Querschnittsreduzierung und/oder eine geeignete Vergrößerung der Länge der Verbindungskomponente ein gewünschter hoher thermischer Widerstand realisieren.
Nachteilig bei diesen Lösungen ist, dass sich kaum eine kompakte
Ausgestaltung eines Messgeräts erreichen lässt, wenn zwecks thermischer Entkopplung eine Verbindungskomponente mit erhöhter Längsausdehnung verwendet wird. Auch ist eine Querschnittsreduktion nicht beliebig möglich, da unterhalb eines vorgegebenen Querschnitts der Verbindungskomponente die am industriellen Einsatzort des Messgeräts erforderliche Stabilität nicht mehr gewährleistet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakte Messsonde zur Bestimmung einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße in der Automatisierungstechnik vorzuschlagen, die zur Temperaturreduktion geeignet ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Messsonde zur Bestimmung oder
Überwachung einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße eines Mediums, das sich in einem Behälter befindet, wobei eine rohrförmige
Gehäusekomponente zur Aufnahme zumindest eines für die Prozessgröße sensitiven Messelements vorgesehen ist, wobei in einem Endbereich der rohrförmigen Gehäusekomponente ein Prozessadapter vorgesehen ist, der über ein Schraubgewinde in ein Prozessanschlussteil des Behälters einschraubbar ist, wobei im gegenüberliegenden Endbereich des rohrförmigen Gehäuses ein Gehäuseadapter zur Befestigung des Messelektronikgehäuses vorgesehen ist, wobei in einem Zwischenbereich zwischen dem
Prozessadapter und dem Gehäuseadapter die Außenwandung der
rohrförmigen Komponente eine definierte Außenkontur aufweist, die so ausgestaltet ist, dass über die definierte Außenkontur zwecks Einschrauben des Prozessadapters in oder Ausschrauben des Prozessadapters aus dem Prozessanschlussteil des Behälters ein Drehmoment auf die rohrförmige Komponente einleitbar ist, und wobei in die Außenkontur bevorzugt über den Gesamtumfang parallel angeordnete Kühlrippen eingebracht sind.
Erfindungsgemäß ist somit keine Änderung des Designs der Messsonde erforderlich. Vielmehr wird der zum Ein- und Ausschrauben der Messsonde vorgesehene und verwendete Gehäusebereich zusätzlich mit Kühlrippen versehen. Diese Kühlrippen sind so ausgestaltet und bemessen, dass weder die Stabilität der Messsonde noch die Funktionalität des für den Ein- und Ausschraubvorgang vorgesehenen Gehäusebereichs beeinträchtigt wird. Erfindungsgemäß wird eine kompakte Messsonde bereitgestellt, die zusätzlich noch die Funktion erfüllt, einen Temperaturunterschied zwischen dem
Prozess, in dem sich die Messsonde befindet, und der
temperaturempfindlichen Elektronikeinheit durch Einfügen von Kühlrippen, die den Wärmetransport behindern, herbeizuführen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Messsonde schlägt vor, die definierte Außenkontur derart auszugestalten, dass sie eine
Angriffsfläche für das Ansetzen eines Werkzeugs zum Einschrauben oder Ausschrauben der Messsonde aus dem Prozessanschlussteil aufweist.
Bevorzugt ist die definierte Außenkontur als n-Kant-Antrieb, bevorzugt als Sechskantantrieb ausgestaltet. In industriellen Anwendungen sind
Prozessadapter mit %“ und 1 14“ Prozessgewinde weit verbreitet.
Neben den kantig ausgestalteten Flächen zum Ansetzen eines Werkzeuges wird darüber hinaus vorgeschlagen, dass die definierte Außenkontur einen im Wesentlichen runden Querschnitt aufweist. Bei dieser Ausgestaltung ist beispielsweise bzw. bevorzugt im Bereich der definierten Außenkontur zumindest eine radiale Bohrung vorgesehen ist, über die ein Drehmoment mittels eines geeigneten Werkzeugs auf die Messsonde übertragbar ist.
Weiterhin wird in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Lösung
vorgeschlagen, dass die Kühlrippen durch in die definierte Außenkontur eingebrachte Nuten generiert sind. Bevorzugt laufen diese über den gesamten Umfang der definierten Außenkontur. Die Einstichtiefe der einzelnen Nuten ist abhängig von der definierten Außenkontur: Während die Einstichtiefe bei einer Außenkontur mit im Wesentlichen rundem Querschnitt über den Umfang gleich ist, kann sie bei einer kantigen Außenkontur über den Umfang unterschiedlich sein. Hier ist die Einstichtiefe im Bereich der Kanten größer als im Bereich der gerade verlaufenden Flächen. In jedem Fall ist darauf zu achten, dass die Einstichtiefe im Bereich der stärksten Reduktion des
Durchmessers so bemessen ist, dass weiterhin eine ausreichende Stabilität der Messsonde sichergestellt ist. Die Einstichtiefe liegt im Bereich von einigen Millimetern, z.B. bei einem Prozessadapter mit 3A“ Prozessgewinde zwischen 4-7 mm. Eine Nut zwischen zwei nebeneinanderliegenden Kühlrippen weist bevorzugt einen halbrunden oder einen rechteckigen, trapezförmigen oder dreieckigen Querschnitt mit bevorzugt abgerundeten Ecken auf. Der Abstand zwischen zwei nebeneinander liegenden Kühlrippen liegt bevorzugt im Bereich zwischen 1-2mm. Auch hier ist darauf zu achten, dass die verbleibende Stabilität hinreichend groß ist, damit bei Krafteinleitung durch Ansetzen eines Werkzeugs im Bereich der Außenkontur keine Verformungen auftreten. Bevorzugt werden die Nuten zur Schaffung der Kühlrippen mittels einer Drehmaschine und eines Einstichstahls in die Außenkontur eingebracht.
Alternativ kann ein Fräsverfahren eingesetzt werden. Wird die rohrförmige Gehäusekomponente als Gussteil hergestellt, so werden die Kühlrippen und Nuten u.U. schon im Werkzeug abgebildet.
Bevorzugt ist die Messsonde aus Edelstahl gefertigt. Weitere geeignete Materialien sind z.B. Aluminium, Normalstahl, Alloy oder Titan. Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 : eine erfindungsgemäße Messsonde mit 1 14“ Prozessgewinde in Seitenansicht,
Fig. 1a: einen Längsschnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Messsonde gemäß der Kennzeichnung A-A,
Fig. 1 b: einen Querschnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Messsonde gemäß der Kennzeichnung B-B,
Fig. 1 c: eine perspektivische Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Messsonde,
Fig. 2: eine erfindungsgemäße Messsonde mit 3A“ Prozessgewinde in
Seitenansicht,
Fig. 2a: einen Querschnitt durch die in Fig. 2 gezeigte Messsonde gemäß der Kennzeichnung A-A, Fig. 2b: einen Längsschnitt durch die in Fig. 2 gezeigte Messsonde gemäß der Kennzeichnung B-B,
Fig. 2c: eine perspektivische Ansicht der in Fig. 2 gezeigten Messsonde und Fig. 3: eine schematische Darstellung eines Messgeräts, das über die erfindungsgemäße Messsonde an einem Behälter befestigt ist.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Messsonde 1 - hier mit
114“ Prozessadapter 6 - in Seitenansicht. Die Messsonde 1 weist eine rohrförmige Gehäusekomponente 4 zur Aufnahme zumindest eines für die Prozessgröße sensitiven Messelements 5 vor. Das Messelement ist in Fig. 1 nicht gesondert dargestellt. Wie bereits zuvor erwähnt, ist es so ausgestaltet, dass es Information über die zu bestimmende oder überwachende
Prozessvariable liefert. In Fig. 3 ist beispielsweise ein Radar-
Füllstandsmessgerät dargestellt. Das Messelement 5 ist hier die Antenne, die die Messsignale aussendet und empfängt. Im Falle eines TDR- Füllstandsmessgeräts ist das Messelement 5 eine leitfähige längliche Sonde, die sich in den Behälter 2 hineinerstreckt.
Bezugnehmend auf Fig. 1 ist in einem Endbereich der rohrförmigen
Gehäusekomponente 4 ein Prozessadapter 6 vorgesehen, der über ein Schraubgewinde 7 in ein korrespondierendes Gewinde eines
Prozessanschlussteils 8 des Behälters 2 einschraubbar ist. Wie in Fig. 3 zu sehen, kann sich das Prozessanschlussteil 8 in einer Öffnung 13 im Deckel 14 des Behälters 2 befinden. Selbstverständlich kann das Prozessanschlussteil 8 auch in der Seitenwand des Behälters 2 angeordnet sein. Üblicherweise ist dies der Fall bei Druckmessgeräten oder Grenzstand-Messgeräten. Im gegenüberliegenden Endbereich der rohrförmigen Gehäusekomponente 4 ist ein Gehäuseadapter 9 zur Befestigung des Messelektronikgehäuses 10 vorgesehen. Üblicherweise ist auch hier eine Schraubverbindung vorgesehen. Die Verbindung zur Aufnahme des Messelektronikgehäuses 10 kann weiterhin als geschweißte Verbindung ausgeführt sein, und zwar mit oder ohne
Schraubgewinde. Darüber hinaus kann es sich auch um eine gesteckte Verbindung handeln, die z.B. mit einem Sicherungsring gesichert ist.
Selbstverständlich können auch die genannten Verbindungstechniken miteinander kombiniert sein. Im Zwischenbereich zwischen dem
Prozessadapter 6 und dem Gehäuseadapter 9 weist die Außenwandung der rohrförmigen Komponente 4 eine definierte Außenkontur 11 auf. Diese Außenkontur 11 ist so ausgestaltet, dass über sie zwecks Einschrauben des Prozessadapters 6 in oder Ausschrauben des Prozessadapters 6 aus dem Prozessanschlussteil 8 des Behälters 2 ein Drehmoment auf die rohrförmige Komponente 4 einleitbar ist.
Gemäß der Erfindung sind in die Außenkontur 11 bevorzugt über den
Gesamtumfang parallel angeordnete Kühlrippen 12 bzw. Nuten 15
eingebracht. Durch die Nuten 15 wird der Querschnitt der rohrförmigen Komponente im Bereich der definierten Außenkontur verringert. Durch die Nuten 15 bzw. Kühlrippen 12 wird verhindert, dass die im Behälter 2 herrschende Temperatur nicht uneingeschränkt zu der
temperaturempfindlichen Messelektronik 16 weitergeleitet wird. Vielmehr führen die Nuten 15 in Folge der Reduktion des Durchmessers der
Messsonde 1 in dem Zwischenbereich zu einer Erhöhung des thermischen Widerstands und damit zu einem Temperaturabfall von einigen Grad Celsius.
In dem Längsschnitt aus Fig. 1 a und dem Querschnitt aus Fig. 1 b ist die Einstichtiefe t der Nuten 15 zwischen den Kühlrippen 12 sowie der Abstand a zweier nebeneinanderliegender Kühlrippen 12 dargestellt. Beide Größen sind so dimensioniert, dass weiterhin die geforderte und notwendige Stabilität der Messsonde 1 sichergestellt ist. In dem Querschnitt in Fig. 1 b ist zu sehen, die Einstichtiefe t der Nuten 15 über den Umfang der definierten Außenkontur 11 variieren kann. Die Einstichtiefe t endet auf einer Kreislinie mit dem Radius r. So ist die Einstichtiefe t2 bei einem n-Kant Antrieb im Bereich der Ecken größer als die Einstichtiefe t1 im Bereich der gerade verlaufenden Abschnitte t1.
Da sich die in den Figuren Fig. 2, Fig. 2a, Fig. 2b und Fig. 2c dargestellte Messsonde 1 von der in den entsprechenden Figuren 1 nur durch die
Dimensionierung unterscheidet, wird auf eine Wiederholung der Beschreibung verzichtet. Bezugszeichenliste
1 Messsonde
2 Behälter
3 Medium
4 rohrförmige Gehäusekomponente
5 Messelement
6 Prozessadapter
7 Schraubgewinde
8 Prozessanschlussteil
9 Gehäuseadapter
10 Messelektronikgehäuse
11 Außenkontur
12 Kühlrippe
13 Öffnung
14 Deckel
15 Nut
16 Messelektronik

Claims

Patentansprüche
1. Messsonde (1 ) zur Bestimmung oder Überwachung einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße eines Mediums (2), das sich in einem Behälter (3) befindet,
wobei eine rohrförmige Gehäusekomponente (4) zur Aufnahme zumindest eines für die Prozessgröße sensitiven Messelements (5) vorgesehen ist, wobei in einem Endbereich der rohrförmigen Gehäusekomponente (4) ein Prozessadapter (6) vorgesehen ist, der über ein Schraubgewinde (7) in ein Prozessanschlussteil (8) des Behälters (2) einschraubbar ist,
wobei im gegenüberliegenden Endbereich der rohrförmigen
Gehäusekomponente (4) ein Gehäuseadapter (9) zur Befestigung des Messelektronikgehäuses (10) vorgesehen ist,
wobei in einem Zwischenbereich zwischen dem Prozessadapter (6) und dem Gehäuseadapter (9) die Außenwandung der rohrförmigen Komponente (4) eine definierte Außenkontur (11 ) aufweist, die so ausgestaltet ist, dass über die definierte Außenkontur (11 ) zwecks Einschrauben des Prozessadapters (6) in oder Ausschrauben des Prozessadapters (6) aus dem
Prozessanschlussteil (8) des Behälters (2) ein Drehmoment auf die rohrförmige Komponente (4) einleitbar ist, und
wobei in die Außenkontur (11 ) bevorzugt über den Gesamtumfang parallel angeordnete Kühlrippen (12) eingebracht sind.
2. Messsonde nach Anspruch 1 ,
wobei die definierte Außenkontur (11 ) derart ausgestaltet ist, dass sie eine Angriffsfläche für das Ansetzen eines Werkzeugs zum Einschrauben oder Ausschrauben der Messsonde (1 ) aus dem Prozessanschlussteil (8) des Behälters (2) aufweist.
3. Messsonde nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die definierte Außenkontur (11 ) als n-Kant-Antrieb, bevorzugt als Sechskantantrieb ausgestaltet ist.
4. Messsonde nach Anspruch 1 ,
wobei die definierte Außenkontur (11 ) einen im Wesentlichen runden
Querschnitt aufweist.
5. Messsonde nach Anspruch 1 , 2, 3 oder 4,
wobei im Bereich der definierten Außenkontur zumindest eine radiale Bohrung (13) vorgesehen ist, über die ein Drehmoment mittels eines geeigneten Werkzeugs auf die Messsonde (1 ) übertragbar ist.
6. Messsonde nach Anspruch 1 , 2 oder 3,
wobei die Kühlrippen (12) in die definierte Außenkontur (11 ) eingebracht sind.
7. Messsonde nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einstichtiefe (t) der Kühlrippen (12) abhängig ist von der definierten Außenkontur (11 ) und bevorzugt bis zu einigen Millimetern beträgt.
8. Messsonde nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abstand (a) zwischen zwei nebeneinander liegenden Kühlrippen (12) bevorzugt im Bereich zwischen 1 mm und 2mm liegt.
9. Messsonde nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei der ausgenommene Bereich zwischen zwei nebeneinanderliegenden Kühlrippen (12) bevorzugt einen halbrunden oder einen rechteckigen, trapezförmigen oder dreieckigen Querschnitt mit bevorzugt abgerundeten Ecken aufweist.
10. Messsonde nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Messsonde (1 ) bevorzugt aus Edelstahl, Aluminium, Normalstahl, Alloy oder Titan gefertigt ist.
PCT/EP2019/079877 2018-11-21 2019-10-31 MESSSONDE ZUR BESTIMMUNG ODER ÜBERWACHUNG EINER PHYSIKALISCHEN ODER CHEMISCHEN PROZESSGRÖßE EINES MEDIUMS WO2020104167A1 (de)

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