DE4017079A1 - Mikrowellenfester temperaturfuehler - Google Patents
Mikrowellenfester temperaturfuehlerInfo
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- 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
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Temperaturfühler nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Solche Fühler sind bekannt in einer
Ausführung mit Abschirmung, die einen den Sensor mit seiner
Anschlußvorrichtung lückenlos umgebende, geschlossene und meist
als langgestreckte Metallhülse ausgebildete Abschirmung mit
anschließender Leitungsabschirmung aufweist. Der Sensor ist
somit gegen das Mikrowellenfeld abgeschirmt und unterliegt keiner
Fehlerwärmung bzw. Beschädigung durch das Mikrowellenfeld oder
einer unmittelbaren, hochfrequenten Fehlsignaleinkopplung.
Dem steht jedoch folgender Nachteil gegenüber: Ein Bereich der
Metallhülse, meist die Spitze der langgestreckten Metallhülse,
bildet eine Meßkontaktstelle, deren Wandung innen mit dem Sensor
in Wärmeleitverbindung steht. Infolgedessen bildet die Abschirmung
eine starke, unmittelbare thermische Ableitung des Meßwärmestromes
vom Sensor. Dies verursacht einen entsprechenden
Temperaturmeßfehler. Aufgabe der Erfindung ist daher die
Schaffung eines Meßfühlers, der den Vorteil einer ausreichenden
Mikrowellenunempfinldichkeit mit demjenigen einer verminderten
thermischen Fehlableitung verbindet. Die erfindungsgemäße Lösung
dieser Aufgabe ist bestimmt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Infolge der in den Merkmalen a) und b) angegebenen Aufteilung der
Abschirmung in zwei gesonderte und durch ein wärmeisolierendes
Abstandselement aneinander gesicherte Abschirmhüllen ist der
Ableitungswärmestrom zunächst einmal unterbrochen und weitgehend
abgeschwächt. Weiterhin ist der durch das Abstandselement
gebildete und die Abschirmung unterbrechende Abstandsraum gemäß
Merkmal c) so gestaltet, daß allenfalls ein äußerst geringfügiges,
aperiodisches Restfeld in den Innenraum des Fühlers
eindringen kann. Ein hierdurch bedingter Meßfehler kann somit
genügend gering gehalten werden, allerdings nur dann, wenn eine
elektrische Leitverbindung zwischen den Abschirmhüllen besteht.
Dies wird durch ein Überbrückungselement gemäß Fig. d)
erreicht, und zwar gemäß Merkmal e) durch ein solches von sehr
geringer thermischer Leitfähigkeit, so daß wiederum kein
störender thermischer Ableitungsmeßfehler entstehen kann.
Wesentliche Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale
der Unteransprüche bestimmt.
Die Erfindung wird weiter anhand des in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels erläutert, das einen langgestreckten,
im wesentlichen rotationssymmetrisch aufgebauten
Meßfühler im Halb-Längsschnitt zeigt. Dabei sind in der oberen
und unteren Hälfte zwei hinsichtlich einer Außenumhüllung
verschiedene Ausführungen angedeutet.
Der dargestellte Temperaturfühler zur Kontakt-Temperaturmessung
in Mikrowellenfeldern, insbesondere in Mikrowellenkammern,
umfaßt mindestens einen Sensor (SN), eine Anschlußvorrichtung
(AN), eine Leiteranordnung (LA) zur Übertragung von Meßsignalen
zu einer Anzeige bzw. Auswerteeinrichtung und einer
elektrisch leitenden Abschirmung (AB) für Sensor, Anschlußvorrichtung
und Leiteranordnung. Letztere kann im Falle eines
Widerstandssensors z. B. eine bekannte Dreileiter- oder Vierleiteranordnung
sein.
Der Fühler ist bestimmt durch folgende Merkmale:
Die Abschirmung (AB) umfaßt eine wenigstens teilweise aus
elektrisch und thermisch hochleitendem Material, vorzugsweise
Metall, bestehende und den Sensor (SN) wenigstens teilweise
umgreifende erste Abschirmhülle (AH1), eine wenigstens teilweise
aus elektrisch hochleitendem Material bestehende und die
Anschlußvorrichtung (AN) wenigstens teilweise umgreifende
zweite Abschirmhülle (AH2). Diese Hüllen sind in der ohne
weiteres ersichtlichen Weise als dünnwandige Metallhülsen
ausgebildet. Das rückwärtige Ende der zweiten Abschirmhülle ist
mit Innengewinde versehen, in das ein ebenfalls metallisches
Anschlußrohr (ANR) mit einer Isolierauskleidung (IKL)
eingeschraubt ist.
Zwischen der ersten und zweiten Abschirmhülle (AH1, AH2) sind
zwei elektrisch und thermisch in Bezug auf diese Abschirmhüllen
niedriggleitende, vorzugsweise elektrisch isolierende Abstandselemente
(AB1, AB2) angeordnet. Der im Beispiel im wesentlichen
durch das Abstandselement (AE1) zwischen der ersten und zweiten
Abschirmhülle (AH1, AH2) gebildete Abstandsraum (AR) weist einen
Bereich (MNB) mit einer Minimal-Abstandsraumquerschnittsfläche
auf, deren Maximalabmessungen entsprechend einem vorgegebenen
Bruchteil (k1) der minimalen kritischen Wellenlänge des Mikrowellenfeldes
bemessen sind.
Im Innenraum der Abstandselemene und der sich anschließenden
Isolierauskleidung (IKL) befindet sich die Anschlußvorrichtung,
z. B. eine einfache Lötstellenanordnung, und das sensorseitige
Ende der Leitungsanordnung.
Der Abstandsraum (AR) ist durch ein elektrisches Leitelement
(LEU) überbrückt, das mit der ersten und der zweiten Abschirmhülle
(AH1, AH2) leitverbunden ist. Die elektrisch wirksame
Querschnittsfläche des Überbrückungs-Leitelementes (LEU) ist
entsprechend einem vorgegebenen Bruchteil (k2) der Minimal-
Abstandsraumquerschnittsfläche bemessen. Der auf die minimale
kritische Wellenlänge bezogene Bemessungsbruchteil (k1) der
Maximalabmessungen der Minimal-Abstandsraumquerschnittsfläche
beträgt höchstens etwa 0,2, vorzugsweise höchstens etwa 0,1. Der
auf die Minimal-Abstandsraumquerschnittsfläche bezogene
Bemessungsbruchteil (k2) der elektrisch wirksamen Querschnittsfläche
des Überbrückungs-Leitelementes (LEU) beträgt höchstens
etwa 0,01, vorzugsweise höchstens etwa 0,002.
Das Überbrückungs-Leitelement (LEU) ist als Dünnblech-
Kontaktfederelement ausgebildet, so daß hier keine störende
Wärmeableitung auftritt. Die Abstandselemente (AE1, AE2) bestehen
aus höchstfrequenz-absorptionsarmem und hochtemperaturbeständigem
Kunststoff, vorzugsweise einem infolge Glasfaserverstärkung
formbeständigen Polyfluoräthylen oder Polyfluorchloräthylen, oder
aus einer geeigneten Keramik.
Im Grenzbereich zwischen dem Abstandselement (AE1) und mindestens
einer der Abschirmhüllen, im Beispiel nur der ersten derselben,
sind wärmeflußdämmende Gaszellen (GZ) angeordnet. Dadurch wird
wiederum die Fehlwärmeableitung vermindert.
Das Abstandselement (AB1) ist als Dichtungselement zwischen den
benachbarten Abschirmhüllen (AH1, AH2) ausgebildet, so daß sich
eine mediendichte, insbesondere auch für Tauchmessungen geeignete
Anordnung ergibt.
Die erste Abschirmhülle (AH1) hat eine Wanddurchbrechung (WB) mit
einer an einen Oberflächenabschnitt des Sensors (SN) angepaßten
Schmelzflußfüllung (SF). Dadurch ergibt sich auf einfache Weise
ein besonders guter Wärmeleitkontakt.
Der Fühler ist mit einer isolierenden Außenumhüllung (AU)
versehen, die mindestens im Bereich einer Meßkontaktstelle (MK)
an der ersten Abschirmhülle (AH1) als Dünnschichtelement
ausgebildet ist. Dadurch wird der Wärmeübergang zum Sensor
verbessert. Die Außenumhüllung wird besonders vorteilhaft
wenigstens teilweise als auf mindestens einer der Abschirmhülle
haftende Dünnbeschichtung ausgebildet. Dies ist in der unteren
Hälfte der Darstellung für die erste Abschirmhülle angedeutet,
während in der oberen Hälfte eine dickere Umhüllung mit der
bereits erwähnten Dünnschicht-Meßkontaktstelle gezeigt ist.
Mit dem rückwärtigen Ende des Anschlußrohres (ANR) ist eine
Leitungsabschirmung (LAS) verbunden.
Claims (10)
1. Temperaturfühler zur Kontakt-Temperaturmessung in Mikrowellenfeldern,
insbesondere in Mikrowellenkammern, mit
mindestens einem Sensor (SN), einer Anschlußvorrichtung
(AN), einer Leiteranordnung (LA) zur Übertragung von
Meßsignalen zu einer Anzeige- bzw. Auswerteeinrichtung und
einer elektrisch leitenden Abschirmung (AB) für Sensor,
Anschlußvorrichtung und Leiteranordnung, gekennzeichnet
durch folgende Merkmale:
- a) die Abschirmung (AB) umfaßt eine wenigstens teilweise aus elektrisch und thermisch hochleitendem Material, vorzugsweise Metall, bestehende und den Sensor (SN) wenigstens teilweise umgreifende erste Abschirmhülle (AH1), eine wenigstens teilsweise aus elektrisch hochleitendem Material bestehende und die Anschlußvorrichtung (AN) wenigstens teilweise umgreifende zweite Abschirmhülle (AH2);
- b) zwischen der ersten und zweiten Abschirmhülle (AH1, AH2) ist mindestens ein elektrisch und thermisch in Bezug auf diese Abschirmhüllen niedrigleitendes, vorzugsweise elektrisch isolierendes Abstandselement (AB1, AB2) angeordnet;
- c) der durch das Abstandselement (AB1 bzw. AB2) zwischen der ersten und zweiten Abschirmhülle (AH1, AH2) gebildete Abstandsraum (AR) weist einen Bereich (MNB) mit einer Minimal-Abstandsraumquerschnittsfläche auf, deren Maximalabmessungen entsprechend einem vorgegebenen Bruchteil (k1) der minimalen kritischen Wellenlänge des Mikrowellenfeldes bemessen sind;
- d) der Abstandsraum (AR) ist durch ein elektrisches Leitelement (LEU) überbrückt, das mit der ersten und der zweiten Abschirmhülle (AH1, AH2) leitverbunden ist;
- e) die elektrisch wirksame Querschnittsfläche des Überbrückungs-Leitelementes (LEU) ist entsprechend einem vorgegebenen Bruchteil (k2) der Minimal- Abstandsraumquerschnittsfläche bemessen.
2. Temperaturfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der auf die minimale kritische Wellenlänge bezogene
Bemessungsbruchteil (k1) der Maximalabmessungen der Minimal-
Abstandsraumquerschnittsfläche höchstens etwa 0,2 beträgt,
vorzugsweise höchstens etwa 0,1.
3. Temperaturfühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der auf die Minimal-Abstandsraumquerschnittsfläche
bezogene Bemessungsbruchteil (k2) der
elektrisch wirksamen Querschnittsfläche des Überbrückungs-
Leitelementes (LEU) höchstens etwa 0,01 beträgt, vorzugsweise
höchstens etwa 0,002.
4. Temperaturfühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Überbrückungs-Leitelement (LEU) als Dünnblech-
Kontaktfederelement ausgebildet ist.
5. Temperaturfühler nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandselement (AB1, AB2)
aus höchstfrequenz-absorptionsarmem und hochtemperaturbeständigem
Kunststoff, vorzugsweise einem glasfaserverstärkten
Polyfluoräthylen oder Polyfluorchloräthylen,
oder aus einer entsprechenden Keramik besteht.
6. Temperaturfühler nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß im Grenzbereich zwischen dem
Abstandselement (AE1) und mindestens einer der Abschirmhüllen
(AH1, AH2) wärmeflußdämmende Gaszellen (GZ)
angeordnet sind.
7. Temperaturfühler nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Abstandselemente
(AE1, AE2) als Dichtungselement zwischen den
benachbarten Abschirmhülle (AH1, AH2) ausgebildet ist.
8. Temperaturfühler nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste Abschirmhülle (AH1)
eine Wanddurchbrechung (WB) mit einer an einen Oberflächenabschnitt
des Sensors (SN) angepaßten Schmelzflußfüllung
(SF) aufweist.
9. Temperaturfühler nach einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine isolierende Außenumhüllung (AU),
die mindestens im Bereich einer Meßkontaktstelle (MK) an
der ersten Abschirmhülle (AH1) als Dünnschichtelement
ausgebildet ist.
10. Temperaturfühler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenumhüllung wenigstens teilweise als auf
mindestens einer Abschirmhülle haftende Dünnbeschichtung
ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904017079 DE4017079A1 (de) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | Mikrowellenfester temperaturfuehler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904017079 DE4017079A1 (de) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | Mikrowellenfester temperaturfuehler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4017079A1 true DE4017079A1 (de) | 1991-12-05 |
Family
ID=6407301
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904017079 Withdrawn DE4017079A1 (de) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | Mikrowellenfester temperaturfuehler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4017079A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4216412A1 (de) * | 1991-06-07 | 1992-12-10 | Ingold Messtechnik Ag | Temperaturfuehler fuer potentiometrische elektroden und verfahren zu seiner herstellung |
DE102012217601A1 (de) | 2012-09-27 | 2014-03-27 | Bruker Biospin Ag | NMR-Messanordnung mit Temperiereinrichtung für ein Probenröhrchen |
-
1990
- 1990-05-28 DE DE19904017079 patent/DE4017079A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4216412A1 (de) * | 1991-06-07 | 1992-12-10 | Ingold Messtechnik Ag | Temperaturfuehler fuer potentiometrische elektroden und verfahren zu seiner herstellung |
DE102012217601A1 (de) | 2012-09-27 | 2014-03-27 | Bruker Biospin Ag | NMR-Messanordnung mit Temperiereinrichtung für ein Probenröhrchen |
US9482729B2 (en) | 2012-09-27 | 2016-11-01 | Bruker Biospin Ag | NMR measuring configuration with temperature control device for a sample vial |
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Legal Events
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |