DE102011008177B4 - Temperature sensor for measuring high temperatures of gaseous and / or liquid media and method for the production - Google Patents
Temperature sensor for measuring high temperatures of gaseous and / or liquid media and method for the production Download PDFInfo
- Publication number
- DE102011008177B4 DE102011008177B4 DE201110008177 DE102011008177A DE102011008177B4 DE 102011008177 B4 DE102011008177 B4 DE 102011008177B4 DE 201110008177 DE201110008177 DE 201110008177 DE 102011008177 A DE102011008177 A DE 102011008177A DE 102011008177 B4 DE102011008177 B4 DE 102011008177B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- temperature sensor
- micro
- compression
- longitudinal grooves
- sensor according
- 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.)
- Active
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 claims 1
- 241000446313 Lamella Species 0.000 abstract description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical group N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000003716 rejuvenation Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
- G01K13/02—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
- G01K1/08—Protective devices, e.g. casings
- G01K1/12—Protective devices, e.g. casings for preventing damage due to heat overloading
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K2205/00—Application of thermometers in motors, e.g. of a vehicle
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
Temperaturfühler zur Messung hoher Temperaturen gasförmiger und flüssiger Medien mit einem temperaturabhängigen Messelement und einem metallischen Fassungsteil, wobei das Fassungsteil mit Prozessanschlussbauteilen verbunden ist und das untere Ende des Fassungsteiles als Mantel (4) ausgebildet ist und in das zu messende Medium ragt und im Inneren des Fassungsteiles Innenleitungsdrähte (7) verlaufen, die das Messelement mit einem elektrischen Anschluss verbinden, wobei der Mantel (4) in dem Bereich, in dem das temperaturabhängige Messelement angeordnet ist, mit einer Mikroverpressung versehen ist, wobei die Mikroverpressung aus Längsrillen oder Lamellen besteht, welche parallel zur Schutzrohrachse verlaufen und die Höhe der Lamellen oder die Tiefe der Längsrillen 50 μm bis 500 μm beträgt, wobei die Höhe der Lamellen oder die Tiefe der Längsrillen geringer als der Abstand der jeweils benachbarten Lamellen oder Längsrillen ist.Temperature sensor for measuring high temperatures of gaseous and liquid media with a temperature-dependent measuring element and a metallic holder part, whereby the holder part is connected to process connection components and the lower end of the holder part is designed as a jacket (4) and protrudes into the medium to be measured and inside the holder part Inner lead wires (7) run, which connect the measuring element to an electrical connection, the jacket (4) being provided with micro-compression in the area in which the temperature-dependent measuring element is arranged, the micro-compression consisting of longitudinal grooves or lamellae which run parallel run to the protective tube axis and the height of the lamellas or the depth of the longitudinal grooves is 50 μm to 500 μm, the height of the lamellas or the depth of the longitudinal grooves being less than the distance between the respective adjacent lamellas or longitudinal grooves.
Description
Die Erfindung betrifft einen Temperaturfühler zur Messung hoher Temperaturen gasförmiger und/oder flüssiger Medien mit einem temperaturabhängigen Messeelement und einem metallischen Fassungsteil, wobei das Fassungsteil mit Prozessanschlussbauteilen verbunden ist und das untere Ende des Fassungsteiles als Schutzrohr ausgebildet ist und in das zu messende Medium ragt und im Inneren des Fassungsteiles Innenleitungsdrähte verlaufen, die das Messelement mit einem elektrischen Anschluss verbinden.The invention relates to a temperature sensor for measuring high temperatures of gaseous and / or liquid media with a temperature-dependent measuring element and a metallic socket part, wherein the socket part is connected to process connection components and the lower end of the socket part is designed as a protective tube and projects into the medium to be measured and in Inside the socket part inner conductor wires run, which connect the measuring element with an electrical connection.
Die Erfindung ist für den Einsatz in technischen Prozessen mit hohen Temperaturen, vorzugsweise in Abgastemperatursträngen von Hochleistungsmotoren sowie in Verdichter- oder Diffusoraggregaten von Gasturbinen, geeignet.The invention is suitable for use in industrial processes with high temperatures, preferably in exhaust gas temperature strands of high-performance engines and in compressor or diffuser units of gas turbines.
Als Temperatursensoren können Messwiderstände oder Thermoelemente verwendet werden. Vorwiegend sind sie als Thermoelemente ausgebildet. Derartige Temperaturfühler zeichnen sich durch niedrige T50- und T90-Zeitprozentkennwerte aus.As temperature sensors measuring resistors or thermocouples can be used. Mostly they are designed as thermocouples. Such temperature sensors are characterized by low T 50 and T 90 time percentage characteristics.
Temperaturfühler sind aus dem Stand der Technik in vielfältigen Ausführungsformen bekannt.Temperature sensors are known from the prior art in various embodiments.
Die
In
Nach
Weiterhin ist in
In
Nachteilig sind bei den beschriebenen Anordnungen neben der aufwändigen und damit kostenintensiven Herstellung auch, dass jeweils nur einzelnen der auftretenden Belastungen begegnet wird, so dass die Ursachen für Messfehler und Funktionsstörungen messtechnischer, elektrischer oder mechanischer Art nicht generell beseitigt werden. Insbesondere wird die gewünschte obere Einsatztemperaturgrenze nicht erreicht, auch wenn die messdynamischen und statisch-thermischen Anforderungen erfüllt sind.A disadvantage of the arrangements described in addition to the complex and therefore costly production also that only each of the occurring loads is met, so that the causes of measurement errors and malfunctions metrological, electrical or mechanical nature are not generally eliminated. In particular, the desired upper service temperature limit is not reached, even if the dynamic and static thermal requirements are met.
Bei dem in
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Temperaturfühler der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem optimale messdynamische und statisch-thermische Eigenschaften auch bei hohen Einsatztemperaturen erreichbar sind. Ferner soll der Temperaturfühler lange Standzeiten besitzen und resistent gegen Ablagerungen am Fühlerrohr sein.The invention has for its object to provide a temperature sensor of the type mentioned, with the optimal measuring dynamic and static thermal properties can be achieved even at high operating temperatures. Furthermore, the temperature sensor should have a long service life and be resistant to deposits on the sensor tube.
Den Temperaturfühler betreffend wird erfindungsgemäß die Aufgabe mit einer Anordnung, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale enthält, gelöst.With regard to the temperature sensor, the object is achieved according to the invention with an arrangement which contains the features specified in claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Temperaturfühlers sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the temperature sensor according to the invention are the subject of the dependent claims.
Der erfindungsgemäße Temperaturfühler verfügt über einen metallischen Mantel, welcher in dem Bereich, in dem das temperaturabhängige Messelement angeordnet ist, mit einer Mikroverpressung versehen ist. Die Mikroverpressung besteht aus Lamellen oder Längsrillen, welche parallel zur Schutzrohrachse verlaufen.The temperature sensor according to the invention has a metallic shell, which in the region in which the temperature-dependent measuring element is arranged with a Micro-compression is provided. The micro-compression consists of lamellae or longitudinal grooves, which run parallel to the protective tube axis.
Zur weiteren Verbesserung der Oberfläche kann der Mantel Eindrehungen in Form von Ringen aufweisen, die vorzugsweise im Bereich der Lamellen oder Längsrillen angeordnet sind.To further improve the surface of the jacket grooves can have in the form of rings, which are preferably arranged in the region of the slats or longitudinal grooves.
Es ist vorteilhaft, die Tiefe und/oder die Breite der Mikroverpressung kleiner auszubilden als die sich am Messfühler ausbildende Strömungsgrenzschicht des zu messenden strömenden Mediums. Die Mikroverpressung wird im Allgemeinen mit einer Tiefe bzw. einer Höhe von 50 μm bis 500 μm, vorzugsweise 100 μm bis 300 μm, ausgeführt.It is advantageous to make the depth and / or the width of the micro-compression smaller than the flow boundary layer of the flowing medium to be formed on the measuring sensor. The micro-compression is generally carried out with a depth or height of 50 .mu.m to 500 .mu.m, preferably 100 .mu.m to 300 .mu.m.
Vorteilhaft wird die Höhe oder die Tiefe der Mikroverpressung geringer ausgeführt als der Abstand zwischen benachbarten Lamellen.Advantageously, the height or depth of the micro-crimping is made smaller than the distance between adjacent fins.
Zur Verbesserung der Wärmeübertragung und damit auch der Ansprechzeit kann der Mantel in dem Bereich, in dem die Mikroverpressung angeordnet ist, eine Verjüngung aufweisen.To improve the heat transfer and thus also the response time, the jacket can have a taper in the region in which the micro-compression is arranged.
Ferner ist es zweckmäßig, dass sich an den vorderen Bereich des Schutzrohres, der die Mikroverpressung aufweist, eine kugelkalotten- oder kegelförmig ausgebildete Spitze anschließt.Furthermore, it is expedient that a kugelkalotten- or conically shaped tip connects to the front portion of the protective tube, which has the micro-compression.
Eine vorteilhafte Ausführung sieht vor, dass die Mikroverpressung mit einer dünnen Zusatzschicht versehen ist. Die Zusatzschicht besteht vorzugsweise aus Bornitrid oder aus einer Karbidschicht. Sie verhindert die Korrosion und Verschmutzung des Schutzrohres und gewährleistet damit, dass das verbesserte Ansprechverhalten über die Lebensdauer des Temperaturfühlers erhalten bleibt.An advantageous embodiment provides that the micro-compression is provided with a thin additional layer. The additional layer is preferably boron nitride or a carbide layer. It prevents corrosion and fouling of the thermowell, thereby ensuring that the improved response is maintained over the life of the thermistor.
Vorteilhaft weist die Zusatzschicht der Mikroverpressung eine Schichtstärke von 10 ... 20 nm auf.Advantageously, the additional layer of microcompression on a layer thickness of 10 ... 20 nm.
Ferner ist es zweckmäßig, dass die Schicht auf der Mikroverpressung eine Relevanz zur Wellenlänge der Wärmestrahlung besitzt, d. h. die Farbe beeinflusst im Bereich der Wärmestrahlung die Absorptions- und Reflexionseigenschaften der Schutzrohrspitze. Vorzugsweise ist die Mikroverpressung so ausgeführt, dass die aufgebrachte farbrelevante Schicht bei hohen Temperaturen einen hohen Reflexionsgrad besitzt.Furthermore, it is expedient that the layer on the micro-compression has a relevance to the wavelength of the heat radiation, d. H. In the area of thermal radiation, the color influences the absorption and reflection properties of the protective tube tip. Preferably, the micro-compression is carried out so that the applied color-relevant layer has a high reflectance at high temperatures.
Die Mikroverpressung befindet sich bei einer vorteilhaften Ausführung auf einem konisch verformten Schutzrohrteil mit sechskantförmigen oder runden Querschnitt. Die Verformung kann mehrfach erfolgt sein.The micro-compression is in an advantageous embodiment of a conically shaped protective tube part with hexagonal or round cross-section. The deformation can be done several times.
Die Mikroverpressung kann fertigungstechnisch mittels einer Vielbacken-Hydraulik-Presse hergestellt werden. Backenform und Backenabstände bestimmen die sich einstellende Lamellenform, d. h. längs zur Fühlerrohrachse bilden sich Längslamellen. Die Lamellenbildung kann sehr filigran und rissfrei erstellt werden.The micro-compression can be manufactured by means of a multi-jaw hydraulic press. Jaw shape and jaw spacing determine the resulting lamellar shape, d. H. Longitudinal lamellae form along the sensor tube axis. The lamellar formation can be created very filigree and crack-free.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung werden eine günstige t90-Zeit bei relativ dicken Schutzrohrwandungen sowie eine hohe Langzeitstabilität bei hohen Temperaturen und Strömungsbelastungen erreicht.With the arrangement according to the invention, a favorable t 90 time is achieved with relatively thick protective tube walls as well as a high long-term stability at high temperatures and flow loads.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings. Showing:
In
Bei der in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Abschlusselementtermination element
- 22
- Verjüngter BereichRejuvenated area
- 33
- MessspitzeProbe
- 44
- Schaftshaft
- 55
- MikroverpressungMikroverpressung
- 66
- Rillengrooves
- 77
- Anschlussdrähteleads
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201110008177 DE102011008177B4 (en) | 2011-01-10 | 2011-01-10 | Temperature sensor for measuring high temperatures of gaseous and / or liquid media and method for the production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201110008177 DE102011008177B4 (en) | 2011-01-10 | 2011-01-10 | Temperature sensor for measuring high temperatures of gaseous and / or liquid media and method for the production |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102011008177A1 DE102011008177A1 (en) | 2012-07-12 |
DE102011008177B4 true DE102011008177B4 (en) | 2012-08-23 |
Family
ID=46509654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201110008177 Active DE102011008177B4 (en) | 2011-01-10 | 2011-01-10 | Temperature sensor for measuring high temperatures of gaseous and / or liquid media and method for the production |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102011008177B4 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9958334B2 (en) | 2012-09-17 | 2018-05-01 | TESONA GmbH & Co. | High temperature sensor with a moulded protective tube |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2611791A (en) * | 1950-02-09 | 1952-09-23 | Bendix Aviat Corp | Thermocouple means |
US6059453A (en) * | 1998-04-20 | 2000-05-09 | Rosemount Inc. | Temperature probe with sapphire thermowell |
DE10238628B4 (en) * | 2002-08-19 | 2006-01-19 | Temperaturmeßtechnik Geraberg GmbH | Ceramic insulated high temperature sensor |
DE102007038909A1 (en) * | 2007-08-17 | 2009-02-19 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Heat pipe and arrangement with heat pipe |
DE102008029227A1 (en) * | 2008-06-19 | 2009-12-31 | Temperaturmeßtechnik Geraberg GmbH | Method for manufacturing temperature sensor for measuring gaseous and liquid medium, involves arranging temperature sensor in casing |
-
2011
- 2011-01-10 DE DE201110008177 patent/DE102011008177B4/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2611791A (en) * | 1950-02-09 | 1952-09-23 | Bendix Aviat Corp | Thermocouple means |
US6059453A (en) * | 1998-04-20 | 2000-05-09 | Rosemount Inc. | Temperature probe with sapphire thermowell |
DE10238628B4 (en) * | 2002-08-19 | 2006-01-19 | Temperaturmeßtechnik Geraberg GmbH | Ceramic insulated high temperature sensor |
DE102007038909A1 (en) * | 2007-08-17 | 2009-02-19 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Heat pipe and arrangement with heat pipe |
DE102008029227A1 (en) * | 2008-06-19 | 2009-12-31 | Temperaturmeßtechnik Geraberg GmbH | Method for manufacturing temperature sensor for measuring gaseous and liquid medium, involves arranging temperature sensor in casing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102011008177A1 (en) | 2012-07-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112015003303B4 (en) | temperature sensor | |
EP2875324B1 (en) | Temperature sensor for rapid temperature changes | |
DE102015119975A1 (en) | Corrosion sensor for an internal structure of a machine | |
DE102008029227B4 (en) | Surface structured temperature sensor and method of manufacture | |
DE102004007906B4 (en) | Ceramic insulated high temperature sensor | |
DE102017115491B3 (en) | Calibration sleeve for a block calibrator for the calibration of a temperature sensor and a block calibrator with such a calibration sleeve | |
DE112015001343B4 (en) | Temperature sensor including a filler in a two-layer structure and a thermosensitive element, and manufacturing method for the same | |
DE102015113606A1 (en) | temperature sensor | |
DE69316152T2 (en) | Thermocouple sensor | |
DE102014119556A1 (en) | Thermal flowmeter | |
EP2093548B1 (en) | High temperature sensor and method for its manufacture | |
DE102007011535B4 (en) | High temperature sensor | |
DE2829340A1 (en) | PYROMETER COVER AND PYROMETRIC PROCEDURE | |
EP2151673A2 (en) | Method and device for measuring temperature | |
DE102011008177B4 (en) | Temperature sensor for measuring high temperatures of gaseous and / or liquid media and method for the production | |
DE202011001278U1 (en) | Temperature sensor for measuring high temperatures of gaseous and / or liquid media | |
DE102018129357A1 (en) | Measuring probe for determining or monitoring a physical or chemical process variable of a medium | |
AT404257B (en) | GAS PURGE | |
DE112017002083T5 (en) | PRESSURE SENSOR | |
EP3980729B1 (en) | Thermal flowmeter | |
WO2011157467A1 (en) | Apparatus for detecting a temperature of a flowing fluid medium | |
DE202008008256U1 (en) | Surface structured temperature sensor | |
EP4063813A1 (en) | Temperature sensor | |
DE112015003068B4 (en) | Gas sensor with an element cover consisting of an inner and an outer cover | |
DE202012104929U1 (en) | Thermoelectric high-temperature sensor with a sheathed cable |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20121124 |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: TEMPERATURMESSTECHNIK GERABERG GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: IRRGANG, KLAUS, DR., 98716 GERABERG, DE |