DD275171A3

DD275171A3 - Schwingungsgedaempfter messfuehler

Info

Publication number: DD275171A3
Application number: DD31021387A
Authority: DD
Inventors: Robert Eschrich; Guenther Focke
Original assignee: Bergmann Borsig Veb
Priority date: 1987-12-10
Filing date: 1987-12-10
Publication date: 1990-01-17

Abstract

Die Erfindung betrifft einen schwingungsgedaempften Messfuehler mit stab- oder rohrfoermigem Schaft eines Messelementes als Sonde zur Erfassung von Temperaturen oder Druecken oder anderen Messgroessen stroemender Medien. Ziel und Aufgabe ist ein schwingungsgedaempfter Messfuehler, der kleinere Abmessungen, geringere Massen und einen reduzierten Herstellungsaufwand aufweist und dessen Eigenschwingungen gedaempft und die dynamischen Belastungen vermindert werden. Der erfindungsgemaesse Messfuehler ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft des Messelementes in einem gesonderten Daempfungs- oder Fuehrungsrohr mit Reibungsfuehrung und definiertem Festpunkt angeordnet und das Daempfungs- oder Fuehrungsrohr als tragendes Element in einer Durchfuehrung eingespannt ist. Fig. 1

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen schwingungsgedämpften Meßfühler mit stab· oder rohrförmigem Schaft eines Meßelementes als Sonde zur Erfassung von Temperaturen oder Drücken oder anderen Meßgrößen strömender Medien.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Meßfühler dieser Art, die in Durchführungen von Kanal- oder Rohrwänden eingespannt sind, werden statisch und dynamisch belastet. Die statische Belastung entsteht durch den Strömungswiderstand des Mediums, die dynamische Belastung durch erregte Eigenschwingungen. Hohe dynamische Belastungen, insbesondere im Resonanzfall, wenn Eigenfrequenz und Erregerfrequenz übereinstimmen, können zum Bruch des Meßfühlers führen. Zur Vermeidung von Schwingungsbrüchen werden bei herkömmlichen Ausführungen die Meßfühler bezüglich ihrer statischen Belastung stark überdimensioniert. Durch größere Durchmesser und Querschnitte der Meßfühler werden dabei die Festigkeitsreserven für die Schwingungsbelastung, die Steifigkeit und dio Eigenfrequenz erhöht und damit die Resonanzgefahr verringert.

Größere Abmessungen der Meßfühler haben allerdings auch höhere Herstellungskosten und größere Strömungsverluste zur Folge. Von besonderem Nachteil sind aber große Querschnitte und entsprechend große Massen der Meßfühler bei der Temperaturmessung. So verursachen dickwandige Schutzrohre von Temperaturmeßelementen große zeitliche Verzögerungen bei der Meßwertaufnahme durch erhöhte Wärmeableitung nach außen und insbesondere durch eigene größere Wärmekapazität, so daß größere Fehler bei der Messung und folglich bei der Regelung und Kontrolle von veränderlichen Prozeßtemperaturen entstehen.

Zur Beseitigung dieses besonderen Nachteiles wurde eine Thormoelementanordnung zur Verwendung bei hohen Umgebungsdrücken gem. DE-OS 7.909692 vorgeschlagen, bei der das Meßelement auf der Außenfläche eines starken Stützkörpers angeordnet und so unmittelbar dem Strömungsmedium ausgesetzt ist. Das Bauvolumen, der Strömungswiderstand und Fertigungsaufwand werden aber bei dieser Ausführung nicht verringert.

Ziel der Erfindung

Ziel dor Erfindung sind schwingungsgedämpfte Meßfühler, die kleinere Abmessungen und geringere Massen als vergleichbare ungedämpfte Ausführungen aufwoison und deren Herstellungsaufwand reduziert ist.

Wesen der Erfindung

Aufgabe dor Erfindung ist es, einen Meßfühler zur Erfassung von Temperaturen oder Drücken oder anderen Meßgrößen strömender Medien zu schaffen, bei dem durch Anwendung der Festkörperreibung die Eigenschwingungen gedämpft, die dynamischen Belastungen vermindert, die verursachten Strömungsverluste und insbesondere bei Temperaturmeßfühlern die zeitliche Verzögerung bei der Meßwertaufnahme roduziert werdon.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß der Schaft des Meßelementes in einem gesonderten Dämpfungs- oder Führungsrohr mit Reibungsführung und definiertem Festpunkt angeordnet und das Dämpfungs- oder Führungsrohr als

tragendes Element des Meßfühlers in einer Durchführung der das strömende Medium begrenzenden Wand eingespannt ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Reibungsführung nur an einem Ende und der Festpunkt am anderen Ende

des Dämpfungs- und Führungsrohres angeordnet und zwischen beiden ist ein berührungsfreier Ringspalt zwischen dem Schaft des Meßelementes und dem Dämpfun&srohr angebracht.

Gemäß einem anderen Erfindungsmerkmal weist das Dämpfungs· oder Führungsrohr in der Reibungsführung ein oder mehrere Längsschlitze auf. Des weiteren ist am Festpunkt zwischen dem Schaft des Meßelementes und dem Dämpfungs- oder Führungsrohr und an der Einspannstelle des Dämpfungs· oder Führungsrohres bzw. des Meßelementes je eine Dichtung und/oder je eine Verschraubung, Bördel-, Schweiß-, Löt- oder Klebeverbindung angeordnet. Durch den erfindungsgemäßen Meßfühler werden durch Anwendung der Festkörperreibung Eigenschwingungen gedämpft

und damit die dynamischen Belastungen der in strömenden Medien angeordneten Meßfühler gemindert. Die verursachten

Strömungsverluste und insbesondere die zeitlichen Verzögerungen bei der Meßwertaufnahme durch Temperatürmeßelemente

werden reduziert.

Der Meßfühler zeichnet sich des weiteren durch kleinere Abmessungen, geringere Massen und rinon verminderten Herstellungsaufwand im Vergleich zu ungedämpften Ausführungen aus. Ausführungsbeispiel Die Erfindung wird an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: einen schwingungsgedämpften Meßfühler mit einem Temperaturmeßeloment als Meßelement im Schnitt Fig. 2: einen Wirkdruckgeber als schwingungsgedämpfte Anordnung von Meßelementen Im Schnitt Fig. 3: die Anordnung eines schwingungsgedämpften Mantelthermoelementes in einer Tendenzthermometerschaltung im Schnitt.

De; in Fig. 1 im Schnitt dargestellte schwingungsgedämpfte Meßfühler betrifft ein Meßelement 1, ζ. Β. ein Temperaturmeßelement, das aus einem Dämpfungs· bzw. Führungsrohr 3 heraus direkt in das strömende Medium hineinragt. Der Festpunkt des Meßelementes 1 wird von einer mit Dichtung 4 versehenen Überwurfverschraubung 5 in der in der Wand 6 befestigten Durchführuno 7 gebildet. Durch einen Ringspalt 8 ist die Reibungsführung 9 auf den Kopfbereich des Meßelementes 1 begrenzt. In der Reibungsführung 9 sind zusätzlich Längsschlitze 10 angeordnet. Durch dimensioniertes Untermaß der Führungsbohrung im Dämpfungs- bzw. Führungsrohr 3 kann die schwingungsdämpfende Reibungswirkung der Anordnung beliebig dosiert werden. Die Reibung wird bei Biegeschwingungen wirksam, da sich bei Biegung das Meßelement 1 gegen das Dämpfungs- bzw. Führungsrohr 3 in der Reibungsführung 9 gegeneinander verschieben. Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung zeigt einen Wirkdruckgeber. Am Staukörper 15 sind Pulsleitungen 14 angeordnet. Die Pulsleitunpen 14 und die Dämpfungs- bzw. Führungsrohre 3 sind an ihrem einen Ende mittels einer Schweißverbindung 13 fest verbunden und werden so mit einer Schneidringverschraubung 12 am Anschlußzapfen 11 des Deckels 16 befestigt. In Fig.3 wird die Anordnung eines schwingungsgedämpften »flinken" Meßelementes 1 gem. Fig. 1 gegen das eines „trägen" Temperaturmeßfühlers 17 herkömmlicher Bauart mit dickwandigem Schutzrohr geschaltet. Diese Anordnung liefert eine Thermospannung als Maß zeitlicher Temperaturänderungen im Strömungsmedium.

Claims

1. Schwingungsgedämpfter Meßfühler mit stab- oder rohrförmigem Schaft eines Meßelementes als Sonde zur Erfassung von Temperaturen oder Drücken oder anderen Meßgrößen strömender Medien, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (2) des Meßelementes (1) in einem gesonderten Dämpfungs- oder Führungsrohr (3) mit Reibungsführung (9) und definiertem Festpunkt angeordnet und das Dämpfungs- oder Führungsrohr (3) als tragendes Element des Meßfühlers in einer Durchführung (7) der das strömende Medium begrenzenden Wand (6) eingespannt ist.

2. Schwingungsgedämpfter Meßfüb'er nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsführung (9) nur an einem Ende und der Festpunkt am anderen Ende des Dämpfungs- oder Führungsrohres (3) angeordnet sind und zwischen beiden ein berührungsfreier Ringspalt (8) zwischen den Schaft (2) des Meßelementes (1) und dem Dämpfungsrohr (3) angebracht ist.

3. Schwingungsgedämpfter Meßfühler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungs- oder Führungsrohr (3) in der Reibungsführung (9) ein oder mehrere Längsschlitze (10) aufweist.

4. Schwingungsgedämpfter Meßfühler nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Festpunkt zwischen dem Schaft (2) des Meßelementes (1) und dem Dämpfungs- oder Führungsrohr (3) und an der Einspannstelle des Dämpfungs- oder Führungsrohres (3) bzw. des Meßelementes (1) je eine Dichtung (4) und/oder je eine Verschraubung, Bördel-, Schweiß-, Lötoder Klebeverbindung angeordnet ist.