DE3708592C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs angegebenen Art.The invention relates to a device of the Preamble of the claim specified type.

Aus H. Lindorf: Technische Temperaturmessung, Verlag Girardet, 2. Auflage 1956, Seiten 118 bis 120, insbesondere Seite 119, ist es bekannt, Thermometer in Rohrleitungen einzubauen. Hierbei können die Thermometer senkrecht und geneigt zur Strömungsrichtung und entgegen der Strömungsrichtung bei Rohrkrümmern vorgesehen werden. Die Thermometer sind hierbei in einem allseits umschlossenen, strömungsgünstig ausgebildeten Gehäuse aus gut wärmeleitfähigem Material eingesetzt.From H. Lindorf: Technical Temperature Measurement, Publisher Girardet, 2nd edition 1956, pages 118 to 120, especially page 119, it is known thermometer in Install pipelines. Here, the thermometer perpendicular and inclined to the flow direction and opposite the flow direction are provided at elbows. The thermometers are here in one side enclosed, aerodynamically designed housing used well heat conductive material.

Der Nachteil dieser gattungsbildenden Anordnung besteht jedoch darin, daß durch die Anordnung des Einbaus, gerade bei relativ kleinen Rohrleitungen, die Strömung des zu messenden Mediums behindert werden kann, was zum einen zu Druckverlusten und zum anderen zu Verfälschungen bei der Temperaturmessung führen kann.The disadvantage of this generic arrangement consists However, in that by the arrangement of the installation, straight at relatively small pipes, the flow of the too measuring medium can be hindered, resulting in one Pressure losses and on the other to distortions in the Temperature measurement can lead.

Daneben ist es aus der US-PS 44 03 872 bekannt, zum Messen von Fließparametern in einem strömungsgünstig geformten Gehäuse eine zentrale Bohrung vorzusehen, von der radial abzweigende Kanäle ausgehen. In einem dieser Kanäle ist der Sensor angeordnet. In addition, it is known from US-PS 44 03 872, for Measurement of flow parameters in a streamlined shaped Housing to provide a central bore of the radially branching channels go out. In one of these Channels, the sensor is arranged.  

Diese Anordnung dient dazu, die Strömung an dem Sensor so auszubilden, daß sie im wesentlichen gleich ist einem Strömungsmittelstrom in einem ungestörten und unbelasteten Zustand.This arrangement serves to flow the sensor so form that it is essentially the same Fluid flow in an undisturbed and unloaded State.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Temperaturmeßeinrichtung vorzuschlagen, die zum Einsatz in Kraftfahrzeugkühlkreisläufen geeignet ist, also in Rohrleitungen mit relativ geringem Querschnitt.The object of the present invention is a temperature measuring device to propose that to be used in Motor vehicle cooling circuits is suitable, ie in pipelines with a relatively small cross-section.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs gelöst. Aufgrund der Einbettung des Meßfühlers in dem wärmeleitfähigem Gehäuse in einer Wärmeleitphase werden störende Lufteinschlüsse, die Isolierungen darstellen, vermieden. Dadurch kann die Meßfehlerabweichung im Bereich von 3% gehalten werden. Das ellipsoidartige Gehäuse stellt eine Vergrößerung der Oberfläche des Meßfühlers dar, so daß bei der Temperaturmessung eine zeitliche Integration stattfinden kann. Dadurch hinaus können auch die Temperaturen bei einer Temperaturschichtung mit nur einer unbedeutenden Abweichung von der realen Temperatur erfaßt werden. Hierzu trägt auch das Vorsehen der strömungsoptimierten Streben zum Halten des Gehäuses des Meßfühlers bei. Da der Meßfühler in einem Rohrsegment, welches noch isoliert ist und einen erweiterten Innendurchmesser aufweist, angeordnet ist, kann die Meßvorrichtung leicht zwischen zwei Kühlwasserschläuche im Kühlkreislauf eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Durch die Wärmeisolierung wird die unterschiedliche Wärmeabstrahlung der Kühlwasserschläuche und der Meßvorrichtung berücksichtigt.This object is achieved by the entirety the features of the claim. by virtue of the embedding of the probe in the thermally conductive Housing in a Wärmeleitphase be disturbing Air pockets, which represent insulation, avoided. As a result, the measurement error deviation in the range of 3% being held. The ellipsoidal housing represents a Magnification of the surface of the probe is so that in the temperature measurement a temporal integration can take place. This also allows the Temperatures at a temperature stratification with only one insignificant deviation from the real temperature detected become. Also contributing to this is the provision of flow-optimized Struts for holding the housing of the probe at. Since the sensor is in a pipe segment, which is still isolated and an extended inside diameter arranged, the measuring device can easily between two cooling hoses in the Cooling circuit of a motor vehicle can be used. Due to the thermal insulation is the different Heat radiation of the cooling water hoses and the measuring device considered.

Somit ist es möglich, eine Wärmebilanzmessung in Flüssigkeiten, insbesondere in Kühlkreisläufen für Kraftfahrzeuge, vorzunehmen, da hierfür die mittlere Temperatur bzw. die zeitliche Temperaturänderung genau erfaßt werden kann, ohne daß das Gesamtsystem vom Serienzustand der Kühlkreisläufe in Kraftfahrzeugen zu stark abgeändert werden muß.Thus, it is possible to carry out a heat balance measurement in liquids, in particular in cooling circuits for motor vehicles, because this is the mean temperature  or the temporal temperature change are detected accurately can, without the entire system from the serial state of Cooling circuits in motor vehicles changed too much must become.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines ausgewählten Ausführungsbeispiels näher dargestellt. In der einzigen Abbildung ist ein Querschnitt durch die aufgebaute Temperaturmeßvorrichtung 1 dargestellt. Sie besteht aus einem Rohrsegment 2, welches an seinem vorderen und hinteren Ende Anschlußflansche zum Aufstecken eines Kühlwasserschlauches aufweist. Das Rohrsegment 2 erweitert sich in Strömungsrichtung 3 kontinuierlich bis zu einem Höchstwert und fällt dann wieder auf den ursprünglichen Innendurchmesser zurück. In dieser Erweiterung ist ein Gehäuse 4 angeordnet, welches strömungsgünstig ausgeführt ist. Hierzu weist es im Querschnitt in Strömungsrichtung 3 bevorzugt einen ellipsoiden Verlauf auf. Der Querschnitt des Prüfungskörpers und die Erweiterung des Rohrsegments 2 sind hierbei so gestaltet, daß der Strömungsquerschnitt sich praktisch nicht verändert. Gehalten wird das Gehäuse 4 von zwei oder mehr strömungsgünstig ausgebildeten Streben 5, 6. Die Strebe 6 verbindet darüber hinaus den Innenraum des Gehäuses 4 mit der Außenseite.In the following the invention with reference to a selected embodiment is shown in detail. In the single figure, a cross section through the constructed temperature measuring device 1 is shown. It consists of a pipe segment 2 , which has at its front and rear end connecting flanges for attaching a cooling water hose. The pipe segment 2 expands continuously in the flow direction 3 up to a maximum value and then falls back to the original inner diameter. In this extension, a housing 4 is arranged, which is designed aerodynamically. For this purpose, it preferably has an ellipsoidal profile in the cross section in the flow direction 3 . The cross section of the test body and the extension of the pipe segment 2 are in this case designed so that the flow cross section is virtually unchanged. The housing 4 is held by two or more aerodynamically designed struts 5, 6 . The strut 6 also connects the interior of the housing 4 with the outside.

In dem Innenraum des Gehäuses 4 ist ein Meßfühler 7 angeordnet. Bevorzugt wird ein Quarzfühler verwendet. Seine Anschlußleitung ist durch die hohl ausgebildete Strebe 6 nach außerhalb der Meß­ vorrichtung geführt.In the interior of the housing 4 , a sensor 7 is arranged. Preferably, a quartz sensor is used. His connection line is guided by the hollow strut 6 to the outside of the measuring device.

Im Bereich der Anordnung des Gehäuses 4 ist das Rohrsegment 2 mit einem Isolationsmaterial 8 umgeben. Dies soll sicherstellen, daß über das Rohrsegment 2 keine höheren Wärmeverluste auftreten als bei den üblich verwendeten Leitungsrohren bzw. Schläuchen.In the region of the arrangement of the housing 4 , the pipe segment 2 is surrounded by an insulating material 8 . This is to ensure that over the pipe segment 2 no higher heat losses occur than in the commonly used conduits or hoses.

Die Form des Gehäuses 4 ist so gewählt, daß von der Kühlflüssig­ keit ein möglichst großer Außenbereich umströmt wird. Um nun die Wärme möglichst unvermindert zu dem Meßfühler zu leiten, besteht das Gehäuse aus einem sehr gut wärmeleitfähigen Material. Weiter­ hin ist der Meßfühler in einer wärmeleitfähigen Paste in dem Ge­ häuse 4 befestigt, damit keine störenden, d. h. isolierenden Lufteinschlüsse sich bilden können. Dadurch wirkt praktisch die gesamte Oberfläche des Gehäuses 4 als Meßfühlerfläche.The shape of the housing 4 is chosen so that the cooling liquid as much as possible outside area is flowed around. In order to conduct the heat as undiminished as possible to the sensor, the housing consists of a very good thermal conductivity material. Farther on, the sensor in a thermally conductive paste in the Ge housing 4 is fixed so that no disturbing, ie insulating air pockets can form. As a result, virtually the entire surface of the housing 4 acts as a sensor surface.

Mit dieser Anordnung ist es möglich, in beispielsweise wasserge­ kühlten Brennkraftmaschinen die Temperatur des Kühlwassers exakt zu bestimmen. Dadurch kann beispielsweise eine Wärmebilanz­ messung vorgenommen werden, um die Wärmeabgabe eines Wärmetauschers, der im Kühlwasserkreislauf eingeschaltet ist, zu ermitteln. Aufgrund der Kompaktheit der erfindungsgemäßen Temperaturmeßvor­ richtung wird weder wasserseitig noch luftseitig eine nennenswerte Beeinflußung des Kühlwasserkreislaufes erreicht, so daß praktisch unter Serienbedingungen gemessen werden kann.With this arrangement, it is possible, for example in wasserge cooled internal combustion engine the temperature of the cooling water  to determine exactly. As a result, for example, a heat balance be made to measure the heat output of a heat exchanger, which is switched on in the cooling water circuit to determine. Due to the compactness of the invention Temperaturmeßvor direction is neither water side nor air side a significant Influencing the cooling water circuit reached, so that practically can be measured under series conditions.

Im folgenden ist eine Meßtabelle wiedergegeben, aus der hervorgeht, wie hoch die erzielte Meßgenauigkeit in Abhängigkeit unterschiedlicher Durchflußmengen sowie unterschiedlicher Eingangs- und Ausgangstemperaturen des Kühlmittels ist. Darüber hinaus ist aus dieser Tabelle ebenso zu entnehmen, daß der durch die Temperaturmeßvorrichtung sich einstellende Druckverlust praktisch vernachlässigbar ist. Er beträgt nur etwa 1/4 des eines üblichen Schlauchkrümmers (90°) gleichen Durchmessers.In the following a measurement table is reproduced, which shows how high the achieved measuring accuracy in dependence of different Flow rates and different input and outlet temperatures of the coolant. In addition, it is also be taken from this table, that by the temperature measuring device self-adjusting pressure loss practically negligible is. It is only about 1/4 of a usual Hose elbow (90 °) of the same diameter.

In der Tabelle bedeutenIn the table mean

_WW Durchflußmenge des Kühlmittels in m³/hFlow rate of the coolant in m³ / h t_E t _E Eingangstemperatur des Strömungsmittels (hier Wasser)Inlet temperature of the fluid (here water) t_A t _A Ausgangstemperatur des StrömungsmittelsOutlet temperature of the fluid t_S t _s gemessene Temperatur des Meßfühlers 7 measured temperature of the probe 7 (t_E + t_A) : 2 - t_S (t _E + t _A ): 2 - t _S Meßfehler des MeßfühlersMeasuring error of the sensor ΔP.DELTA.P Druckverlust in der MeßvorrichtungPressure loss in the measuring device

Selbst bei einem Temperatursprung um 50°C wird dieser von der erfindungsgemäßen Temperaturmeßvorrichtung nach höchstens 60 sec mit ausreichender Genauigkeit bereits angezeigt.Even if the temperature jumps by 50 ° C, it will be absorbed by the Temperature measuring device according to the invention after at most 60 sec already displayed with sufficient accuracy.

Claims (1)

Temperaturmeßeinrichtung zum Messen von Flüssigkeitstemperaturen, die in die flüssigkeitsführende Rohrleitung eingesetzt ist, bestehend aus einem Meßfühler, der entgegen der Strömungsrichtung in einem allseits umschlossenen, strömungsgünstig ausgebildeten Gehäuse aus gut wärmeleitfähigem Material eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (7) im Gehäuse (4) in Wärmeleitpaste eingebettet ist, daß das Gehäuse (4) ellipsoidartig aufgebaut und über strömungsoptimierte Streben (5, 6) in der Rohrleitung gehalten ist, daß die das Gehäuse (4) beinhaltende Rohrleitung als Rohrsegment (2) mit einer im Bereich des Gehäuses (4) auf dem Außenumfang des Rohrsegments (2) vorgesehenen Wärmeisolation (Isolationsmaterial 8) ausgeführt ist, und daß der Innendurchmesser der Rohrleitung im Bereich des Gehäuses (4) erweitert ist.Temperature measuring device for measuring liquid temperatures, which is inserted into the liquid-carrying pipe, consisting of a sensor which is used contrary to the flow direction in a well-enclosed, aerodynamically designed housing made of good thermally conductive material, characterized in that the sensor ( 7 ) in the housing ( 4 ) is embedded in thermal grease, that the housing ( 4 ) constructed ellipsoidal and flow-optimized struts ( 5, 6 ) is held in the pipeline, that the housing ( 4 ) containing pipe as a pipe segment ( 2 ) with a in the region of the housing ( 4 ) provided on the outer circumference of the tube segment ( 2 ) provided heat insulation (insulating material 8 ), and that the inner diameter of the pipeline in the region of the housing ( 4 ) is widened.