DE10109828A1

DE10109828A1 - Elekrische Temperaturmessvorrichtung

Info

Publication number: DE10109828A1
Application number: DE10109828A
Authority: DE
Inventors: Marcus Bach
Original assignee: Xcellsis AG
Current assignee: Mercedes Benz Fuel Cell GmbH
Priority date: 2001-03-01
Filing date: 2001-03-01
Publication date: 2002-09-05
Also published as: US20020172259A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine elektrische Temperaturmeßvorrichtung mit einem in einem Schutzrohr angeordneten Temperatursensor. An dem einen Schutzrohrende ist ein Steckverbinder angebracht, der hohen Temperaturen ohne ins Gewicht fallende Änderung der Isolations- und Kontakteigenschaften standhält.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Temperaturmeß vorrichtung mit einem Temperatursensor, der in einem Schutzrohr angeordnet ist, das an einem Ende geschlossen ist und am anderen offenen Ende mit im Schutzrohr verlaufenden elektri schen Leitungen verbundene Anschlußmittel aufweist, durch die die Leitungen mit externen elektrischen Leitungen lösbar ver bunden sind.

Thermoelektrische Temperaturmeßgeräte der vorstehend beschrie benen Art sind bekannt. Sie enthalten jeweils in einem metal lisches Schutzrohr ein Thermoelement oder einen elektrischen Widerstand, die sich temperaturabhängig verändern. Thermo element und elektrischer Widerstand werden als Berührungsmeß fühler verwendet. Über die externen Leitungen werden die Temperaturmeßwerte fernübertragen.

Im Schutzrohr bzw. Schutzmantel kann ein Meßeinsatz mit einem Meßwiderstand bestimmter Fühlerlänge angeordnet sein. Der Meß widerstand im Innern eines Einsatzrohrs ist über Innenleitungen mit einer Anschlußstelle verbunden, die Befestigungsschrauben oder Befestigungsklemmen aufweist, die von einem mit dem Einsatzrohr an dessen Ende verbundenen Befestigungsflansch getragen werden. Die Anschlußklemmen mit dem Befestigungs flansch befinden sich in einem Gehäuse in Form eines Anschluß kopfs. Das Einsatzrohr ragt in den Schutzmantel, der einen Einschraubstutzen für die Verbindung des Temperaturmeßgeräts mit einem Träger aufweist, bei dem es sich im allgemeinen um die Wand eines Behälters handelt, in das der Schutzmantel ragt und in dessen Innerem die Temperatur gemessen werden soll. Der Anschlußkopf ist in einem Abstand vom Einschraubstutzen ange ordnet, um die elektrische Isolation der Anschlußklemmen nicht den gegebenenfalls hohen Temperaturen auszusetzen, die an der Einschraubstelle vorhanden sein können. ("Elektrische Meßgeräte und Meßverfahren", 4. Auflage von G. Jentsch, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg New York 1978, Seiten 368-370).

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine elektrische Temperaturmeßeinrichtung mit einem in einen Schutzrohr ange ordneten Temperatursensor anzugeben, der mit hochtemperaturfe sten Anschlußmitteln an externe Leitungen schnell und einfach anschließbar ist und auch in einer mobilen Vorrichtung bei deren Bewegung eine einwandfreie Übertragung der Temperatur meßwerte ermöglicht.

Das Problem wird bei einer elektrischen Temperaturmeßvorrich tung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor dem offenen Ende des Schutzrohrs eine Metall schraube befestigt ist, die das offene Schutzrohrende in axia ler Richtung überragt und einen hohlzylindrischen Raum umgibt, der an einem Ende offen ist und die Halterung einer Hälfte eines Steckverbinders bildet, der Stecker- und Federkontakte aufweist, die mit Edelmetall oder einer Edelmetallegierung be schichtet sind und aus einem im vorgesehenen Meßbereich des Temperatursensors kriech- und fließfesten, elektrisch leiten den Metall bestehen, daß die an die Enden der im Schutzrohr verlaufenden Leitungen angeschlossenen Steckerkontakte in der einen Hälfte des Steckverbinders in einem Gehäuse aus einem Flüssigkristallpolymer mit einem Zusatz an Glasfasern gehalten sind und daß die an die externen Leitungen angeschlossen Federkontakte in der anderen Hälfte des Steckverbinders in einem Gehäuse gehalten sind, das aus dem gleichen Werkstoff besteht wie das Gehäuse, in dem die Steckerkontakte gehalten sind.

Die erfindungsgemäße Temperaturmeßeinrichtung kann mit der Me tallschraube, die zugleich die Fassung der einen Steckverbin derhälfte ist, in ein Innengewinde in der Wand eines Behälters oder Gehäuses eingeschraubt werden, dessen Innentemperatur gemessen werden soll. Der Raumbedarf der Temperaturmeßein richtung außerhalb des Behälters ist daher gering, da die bei bekannten Berührungstemperaturmeßgeräten mit Schutzrohren notwendige Halslänge außerhalb des jeweiligen Behälters ent fällt. Außerdem ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Tempera turmeßvorrichtung durch den Wegfall der Halslänge eine Ge wichtseinsparung. Die Temperaturmeßvorrichtung ist unempfind lich gegen Erschütterungen, d. h. die Übertragung der Tempera turmeßwerte wird auch während der Fahrt nicht in einer ins Ge wicht fallenden Weise beeinträchtigt. Es hat sich gezeigt, daß Flüssigkristallpolymere mit einem Zusatz an Glasfasern als Isoliermaterial für elektrische Leiter besonders gut in einem Temperaturbereich bis zu einigen hundert Grad Celsius geeignet sind.

Vorzugsweise haben die Steckerkontakte und die Federkontakte je eine Nickel-Berylliumlegierung als Kontaktträgerwerkstoff. Es hat sich gezeigt, daß dieser Werkstoff eine gute mechanische Festigkeit und gut federnde Eigenschaften sowie eine hohe Korrosionsbeständigkeit bei ausreichender elektrischer Leit fähigkeit im Temperaturmeßbereich hat, der von - 40°C bis zu einigen hundert °C reicht. Insbesondere enthält die aushärt bare Nickel-Berylliumlegierung einen Berylliumanteil von weni ger als 2 insbesondere 1,85 Gewichtsprozent. Bei einer zweck mäßigen Ausführungsform ist die Metallschraube mit dem Schutz rohr durch Hartlot druckdicht vorhanden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist an einer über die Metallschraube in deren axialer Richtung hinausra gender Wandzone des Gehäuses der einen Steckverbinderhälfte, die die Steckerkontakte aufweist, eine Rastnase für den Ein griff in eine Ausnehmung in einer Wand des Gehäuses der anderen Steckverbinderhälfte vorgesehen. Durch diese Rastverbindung können die Steckverbinderhälften schnell und einfach von Hand zusammengesteckt werden.

Vorzugsweise sind an die Federkontakte der einen Steckverbin derhälfte elektrische Leitungen angeschlossen, die je einen Isoliermantel aus aromatischen Polyimiden mit einem Außen mantel aus Polytetrafluoräthylen aufweisen. Die Isolation ist für hohe Temperaturen gut geeignet. Der Temperatursensor kann vorzugsweise ein Thermoelement oder ein metallischer Leiter sein.

Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn zwischen der Stirnseite der Metallschraube und dem mit einem Durchlaß für das Schutzrohr versehenen Boden einer in einer Behälterwand angeordneten Me tallmutter eine Metalldichtung oder eine Dichtung aus einem Fluorelastomer angeordnet ist.

Eine Temperaturmeßvorrichtung der vorstehend beschriebenen Art wird insbesondere für die Temperaturmessung im Inneren einer thermisch isolierten Gaserzeugungsbox mit Komponenten für die Gewinnung von Wasserstoff aus Methanol zur Speisung einer Brennstoffzelle eingesetzt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in einer Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben, aus dem sich weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile ergeben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine elektrische Temperaturmeßvorrichtung mit einem Steckverbinder, dessen Steckverbinderhälften sich im Abstand voneinander gegenüberstehen, im Längsschnitt,

Fig. 2 die Temperaturmeßvorrichtung gemäß Fig. 1 in zusammengebauten Zustand im Längsschnitt.

Eine elektrische Temperaturmeßvorrichtung 1 enthält einen Tem peratursensor 2, insbesondere ein Thermoelement aus zwei Dräh ten 3, 4 aus verschiedenem Material, die an ihren Enden zusam mengelötet oder verschweißt sind. An Stelle eines Thermoele ments kann auch ein metallischer Leiter, dessen Widerstand sich mit der Temperatur ändert, vorgesehen sein. Das Thermoelement 2, d. h. die Stelle an der die beiden Drähte 3, 4 miteinander verbunden sind, und die Drähte 3, 4 befinden, sich in einem Schutzrohr 5 bzw. Schutzmantel aus Metall. Das Schutzrohr 5 ist an einem Ende 6 geschlossen. Im Inneren des Schutzrohrs 5 nahe am Ende 6 befindet sich das Thermoelement 2. Am anderen Ende ist das Schutzrohr 5 offen.

Eine Metallschraube 7 umgibt das Schutzrohr 5 in der dem offe nen Ende des Schutzrohrs 5 benachbarten Zone. Die Metall schraube 7 hat eine nicht näher bezeichnete, zentrische, in axialer Richtung verlaufende Durchgangsbohrung, in die das Ende des Schutzrohrs 5 eingefügt ist, das mit der Metallschraube durch Hartlot 8 verbunden ist. Das Hartlot 8 befindet sich zumindest im Zwischenraum zwischen der Mantelfläche des Schutzrohrs 5 und der Innenwand der Bohrung der Metallschraube 7 bzw. in einem Bereich des Zwischenraums, dessen Länge für eine feste und dichte Verbindung zwischen Metallschraube 7 und Schutzrohr 5 ausreicht.

Die Metallschraube 7 weist einen, das offene Ende des Schutz rohrs 5 in axialer Richtung überragenden Wandabschnitt 9 auf, der einen hohlzylindrischen Raum 10 mit Vorsprüngen 11 an den Innenwänden einschließt. Der Raum 10, der an seinem, dem Schutzrohr 5 abgewandten Ende offen ist, hat einen größeren Querschnitt als die Bohrung der Metallschraube 7 die für die Aufnahme des dem Schutzrohrende benachbarten Schutzrohrab schnitts bestimmt ist.

Im Hohlraum 10 befindet sich eine Hälfte 12 eines Steckverbin ders 13. Die Steckverbinderhälfte 12 hat mit Edelmetall oder einer Edelmetallegierung beschichtete Steckerkontakte 14 bzw. Messerkontakte, die jeweils mit einem der Enden der Drähte 3, 4 verbunden sind. Die nicht näher bezeichneten Enden der Drähte 3, 4 sind aus dem Schutzrohr 5 herausgeführt und mit den Steckerkontakten 14 verschweißt oder durch Hartlot verbunden. Die Steckerkontakte 14 bestehen aus einem im Meßbereich der Temperaturmeßvorrichtung 1 kriech- und fließfesten, migra tionsfreien, elektrisch leitenden Werkstoff bzw. Metall. Bei einem bevorzugten Meßbereich der Temperaturmeßvorrichtung bis etwa 300°C ist der Werkstoff der Steckerstifte 14, d. h. der Kontaktträgerwerkstoff, eine aushärtbare, ferromagnetische Nickellegierung, die gute Formgebungseigenschaften hat, so daß die Steckerkontakte 14 auf herkömmlichen Stanzmaschinen zu Crimpkontakten verarbeitet werden können. Der Werkstoff ist insbesondere eine Legierung mit 1,85 Gewichtsprozent Beryllium und dem Rest Nickel. Eine Nickel-Beryllium-Legierung mit der vorstehend angegebenen Zusammensetzung und folgenden Eigenschaften wird vorzugsweise verwendet:
Schmelztemperatur: 1160°C
Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient: 13,8 . 10^-6 K^-1
Wärmefähigkeit: 30 Wm^-1 K^-1
Zugfestigkeit: im unbehandelten Zustand: 980 Mpa
im behandelten Zustand: 1830 Mpa
Bruchdehnung: 5%
E-Modul: 200 Gpa
Torsionsmodul: 85 Gpa
Federbiegegrenze im behandelten Zustand: 1,2 Gpa
Biegewechselfestigkeit: 560 Mpa
Härte Vickes im unbehandelten Zustand: 330 HV
im behandelten Zustand: 570 HV
Spezifische elektrische Leitfähigkeit
im unbehandelten Zustand: 3 MS/m
im behandelten Zustand: 4 MS/m
Dichte: 8,25 g/cm³
Nachbehandlung: 2 h mit 500°C.

Eine Nickel-Beryllium-Legierung mit den vorstehend angegebenen Eigenschaften ist unter der Marke Beryvac 520 von der Firma Vacuumschmelze, Hanau, kommerziell erhältlich.

Die oben beschriebene Legierung erreicht nach dem Aushärten eine hohe Härte und eine sehr gute Biegewechselfestigkeit. Sie ist bei hohen Temperaturen von z. B. 300°C auf Dauer belastbar, hat eine erhöhte thermische und elektrische Leitfähigkeit und ist korrosionsfest.

Die Steckerkontakte 14 sind vorzugsweise mit Silber beschich tet. Eine Schicht aus Silber, die durch Oxidpartikel verstärkt ist, ist ebenfalls als Schichtwerkstoff geeignet. Silber kor rodiert bei Raumtemperatur weder in feuchter noch in trockener Luft. Allerdings verursacht die Anwesenheit von Schwefel Deck schichten aus Silbersulfid. Bei Temperaturen von 200°C und mehr werden diese Deckschichten wieder aufgelöst bzw. verschwinden. Eventuell auftretende Sulfidschichten werden beim Steckvorgang durchbrochen. Eine Silber-Palladiumbeschichtung ist ebenfalls geeignet. Für besonders hohe Temperaturen können Silber- Rhenium-Kontakte eingesetzt werden, deren Kontaktwiderstand selbst bei 900°C nicht wesentlich erhöht ist.

Die Steckerkontakte 14 sind in einem Gehäuse 15 aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff angeordnet. Das Gehäuse 15 ist mit einem Basisteil 16 in dem Hohlraum 10 eingebettet und füllt mit dem Basisteil 16 die Räume zwischen den Vorsprüngen 11 aus, wodurch es einen festen Sitz in der Metallschraube 7 erhält. Die Befestigung durch Ausbildung einer schraubenförmi gen Außenwand und einer Wand mit Innengewinde der Mutter ist zweckmäßig. Vom Basisteil 16 springt an dem Schutzrohr 5 abgewandten Rand der Stirnseite ein zylindrischer Abschnitt 17 vor, der über die Metallschraube 7 hinausragt und die aus dem Basisteil 16 hervorstehenden Steckverbinderabschnitte in ra dialem Abstand umgibt. Auf der zylindrischen Außenwand des Abschnitts 17 ist eine Rastnase 18 angeordnet.

Das Gehäuse 15 besteht aus einem elektrischen Isolierstoff, der aus einem Flüssigkristallpolymer mit einem Zusatz an Glasfasern zusammengesetzt ist. Das Flüssigkristallpolymer bildet oberhalb des Schmelzpunkts in flüssigem Zustand bereits geordnete Strukturen aus. Dieses Verhalten wird als thermotrop be zeichnet. Als Flüssigkristallpolymer werden solche mit meso morphen Phasen, vorwiegend nematischer Natur verwendet. Diese Stoffe haben sehr gute elektrische Isolations- und mechanische Eigenschaften, die sich aus dem Holz sehr ähnlichen, faserar tigen, eigenverstärkenden Strukturen ergeben. Durch Glas- oder Kohlefasern lassen sich die mechanischen Kennwerte noch erheb lich verbessern.

Für eine Temperaturmeßvorrichtung 1, deren Temperatursensor 2 im Schutzrohr 5 im Innern eines nicht näher dargestellten Be hälters, Gehäuses, Rohr bzw. Reaktors angeordnet ist, in dessen Inneren maximal etwa 300°C auftreten können, eignet sich als Isolierstoff für den unmittelbar auf den Außenseite des Behälters, Gehäuse oder Reaktors angeordneten Steckverbinder 15 in der Metallschraube 9 ein Verbundwerkstoff aus einem Flüssigkristallpolymer und Glasfasern mit folgenden Eigenschaften:
Maximale Dauertemperatur (600 h) nach DIN/ISO: 240°C
Maximale Temperatur nach DIN/ISO: 303°C
Formbeständigkeitstemperatur nach ISO 75: 303°C
Schmelztemperatur nach DIN 53736: 357°C
Glasübergangstemperatur nach DIN 53736: 120°C
Sauerstoffindex nach ISO 4589: 38,5%
Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient nach ASTM: E 228 (23°C)
in Fließrichtung: 1,4 . 10^-5 K^-1
quer zur Fließrichtung: 3,6 . 10^-5 K^-1
Wärmeleitfähigkeit: 0,32 Wm^-1 K^-1
Zugfestigkeit nach ASTM D 638 (23°C): 119 Mpa
Zugfestigkeit nach ASTM D 638 (149°C): 40 Mpa
Bruchdehnung: 1,1%
Zugmodul nach D 638 (23°C): 18,6 Gpa
Zugmodul nach D 638 (149°C): 9,0 Gpa
Dauerbiegefestigkeit nach ASTM, D 790 (23°C): 158 Mpa
Dauerbiegefestigkeit nach ASTM, D 790 (149°): 24 Mpa
Biege-E-Modul nach ASTM, D 790 (23°C): 13,8 Gpa
Biege-E-Modul nach ASTM, D 790 (250°C): 6,6 Gpa
Härte Rockwell R nach ASTM, D 785: 110
Härte Rockwell M nach ASTM, D 785: 63
Spez. Durchgangswiderstand nach ASTM, D 257: 1 . 10 ¹⁶Ωcm
Oberflächenwiderstand nach ASTM, D257: 1 . 10 ¹⁵Ω
Dielektizitätskonstande nach ASTM, D 150, 1 KHz: 4,6
Verlustfaktor nach ASTM, D 150, 1 KHz: 0,013
Kriechstromfestigkeit CII-Index, ASTM, UL 746 A: 192 V
Dichte nach ASTM, D 792: 1,81 g/cm³

Ein Verbundwerkstoff aus einen Flüssigkristallpolymer mit bis zu 45 Gewichtsprozent Glasfaserzusatz ist unter der Typenbe zeichnung Zenite LCP 7145L WT010 von der Fa. Du Pont Deutsch land GmbH kommerziell erhältlich.

Es hat sich gezeigt, daß der oben beschriebene Verbundwerk stoff aus einem Flüssigkristallpolymer mit bis zu 45 Gewichts prozent Glasfasern hervorragend für den Steckverbinder 15 ge eignet ist. Günstig ist auch die thermoplastische Verarbeit barkeit, die sowohl Spritzguß als auch Extrusion ermöglicht. Der flüssigkristallene Aufbau in der Schmelze und die sehr niedrige Schmelzwärme ermöglichen sehr kurze Zykluszeiten beim Spritzguß, die um 30-50% niedriger liegen als bei herkömm lichen Kunststoffen.

Die sehr guten Fließeigenschaften erlauben dünnwandige Profile und eine gratfreie Fertigung beim Spritzgießen. Der Werkstoff ist sehr kerbschlagzäh und besitzt eine hohe Beständigkeit ge gen den Angriff durch Chemikalien sowie eine geringe Wasser aufnahme. Zudem ist eine hohe Wärmeformbeständigkeit vorhanden, die hohe Gebrauchstemperaturen zuläßt.

Als Flüssigkristallpolymere können Polyterephtalate, Polyary late sowie Polyester verwendet werden. Für die Befestigung der Metallschraube an der Wand des Behälters, Gehäuses bzw. Reak tors oder Rohrs ist eine Metallmutter 18 vorgesehen, die an dem Behälter, Gehäuse bzw. Reaktor angeschweißt wird. Zur Ab dichtung der Bohrung 19 in der Metallschraube 18, durch die das Schutzrohr 5 verläuft, ist eine Standarddichtung 20 aus Metall oder einem Fluorelastomer vorgesehen. In Fig. 2 ist ein Teil eines Behälters 29 im Querschnitt dargestellt.

Die zweite Steckverbinderhälfte 21 enthält je an externe Lei tungen 22, 23 angeschlossene Federkontakte 24, die aus dem gleichen Werkstoff bestehen wie die Steckerkontakte 14 und auch die gleichen Schichtwerkstoffe für die elektrischen Kontakte aufweisen. Die Federkontakte 24 in Verbindung mit den Enden der externen Leitungen 22, 23 befinden sich in einem Gehäuse 25 aus dem gleichen Verbundwerkstoff wie das Gehäuse 15. Die Federkon takte 24 sind bis auf ihre Aufnahmehohlräume für die Stecker kontakte 14 vom Isolierstoff des Gehäuses 15 umgehen.

Im Abstand zu den Federkontakten 24 in radialer Richtung nach außen ist im Gehäuse 15 ein an der Steckverbinderstirnseite offener zylindrischer Hohlraum 26 vorgesehen, in den bei mit einander verbundenen Steckverbinderhälften 12, 21 der zylin drische Abschnitt 17 eingefügt ist. Im Hohlraum 26 ist in der Außenwand eine Aussparung 27 vorgesehen, in die die Nase 18 einrastet.

Die externen Leitungen 22, 23 sind bei elektrischen Widerstän den als Temperatursensoren als vernickelte Kupferleitungen mit 0,5 mm² Querschnitt ausgebildet und weisen jeweils eine Isolie rung aus einem Polyimid auf. Polyimide zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit über einen breiten Temperaturbereich aus. Ein besonders geeignetes Polyimid ist unter der Bezeichnung Kapton von der Fa. Du Pont Deutschland GmbH kommerziell erhältlich.

Die Polyimid-Isolierung ist zum Schutz mit einem Mantel 28 aus Polytetrafluoräthylen versehen. Ein besonders geeignetes Poly tetrafluoräthylen ist unter der Bezeichnung Teflon von der Fa. Du Pont Deutschland GmbH kommerziell erhältlich.

Als Temperatursensoren werden insbesondere Thermoelemente und elektrische Widerstände verwendet. Thermoelemente können von Typ K (NiCR/Ni) sein. Bei Thermoelementen mit Keramikummante lung an der Schweißstelle sind die beiden Leitungen, eine Nickelleitung und eine Nickel-Chromleitung, im Schutzrohr 5 in einem Isolationsfüllstoff angeordnet.

Elektrische Widerstandstemperatursensoren sind z. B. vom Typ PT 1000.

Bei einem Thermoelement als Temperatursensor werden bei einem Meßbereich, der über 200°C liegt, die Leitungen 22, 23 aus dem gleichen Material verwendet wie die Thermoelementleitungen. Für einen Meßbereich unterhalb 200°C werden die Leitungen 22, 23 als an sich bekannte Ausgleichsleitungen ausgebildet. Die ein zelnen Adern haben zweckmäßigerweise einen Querschnitt von mindestens 0,5 mm². Die Isolierung der Leitungen 22, 23 bei einem Thermoelementsensor ist die gleiche wie sie oben im Zu sammenhang mit vernickelten Kupferleitungen beschrieben wurde. Zwischen den Federkontakten 24 ragt ein Vorsprung 30 über die Kontaktenden hinaus. Der Vorsprung 30 greift bei zusammenge fügten Steckverbinderhälften in eine Ausnehmung 31 des Ge häuses 15 ein und ist als Verpolungsschutz und zur Ver größerung der Kriechstrecke vorgesehen.

Die erfindungsgemäße Temperaturmeßvorrichtung erlaubt die An bringung der Verbindungselemente zu externen Einheiten unmit telbar am jeweiligen Behälter bzw. Gehäuse, in das das Schutz rohr mit dem Temperatursensor ragt.

Der geringe Raumbedarf ist bei mobilen Vorrichtungen, z. B. Fahrzeugen mit Brennstoffzellen als Energielieferanten, von Vorteil. Die Temperatursensoren werden auch durch den im Be trieb der Fahrzeuge auftretenden Beanspruchungen. Überdies sind die Verbindungen zu externen Einheiten leicht von Hand bestellbar und lösbar.

Deshalb eignen sich die erfindungsgemäßen Temperaturmeßein richtungen besonders zur Bestimmung der Temperatur im Inneren einer thermisch isolierten Gaserzeugungsbox mit Komponenten für die Gewinnung von Wasserstoff aus Methanol. Der Wasserstoff wird einer Brennstoffzelle zugeführt, die Energiequelle in einer mobilen Einrichtung, insbesondere einem Kraftfahrzeug ist.

Claims

1. Elektrische Temperaturmeßvorrichtung mit einem Temperatur sensor, der in einem Schutzrohr angeordnet ist, das an einem Ende geschlossen ist und am anderen offenen Ende mit im Schutzrohr verlaufenden elektrischen Leitungen verbun dene Anschlußmittel aufweist, durch die Leitungen mit ex ternen elektrischen Leitungen lösbar verbunden sind, da durch gekennzeichnet, daß am Schutzrohr (5) vor dem offe nen Ende eine Metallschraube (7) befestigt ist, die das offene Ende des Schutzrohrs (5) in axialer Richtung über ragt und einen hohlzylindrischen Raum (10) umgibt, der an einem Ende offen ist und die Halterung einer Hälfte (12) eines Steckverbinders (13) bildet, der Stecker- und Feder kontakte (14, 24) aufweist, die mit Edelmetall oder einer Edelmetallegierung beschichtet sind und aus einem im vor gesehenen Meßbereich des Temperatursensors (1) kriech- und fließfesten, elektrisch leitendem Metall bestehen, daß die an die Enden der im Schutzrohr (5) verlaufenden Leitungen (3, 4) angeschlossenen Steckerkontakte (14) in der einen Hälfte der Steckverbinders (13) in einem Gehäuse (15) aus einem Flüssigkristallpolymer mit einem Zusatz an Glas fasern gehalten sind und daß die an die externen Leitungen (22, 23) angeschlossenen Federkontakte (24) in der anderen Hälfte (21) des Steckverbinders (13) in einem Gehäuse (25) gehalten sind, das aus dem gleichen Werkstoff besteht wie das Gehäuse(15), in dem die Steckerkontakte (14) angeordnet sind.

2. Temperaturmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Stecker- und Federkontakte (14, 24) je weils eine Nickel-Berylliumlegierung als Kontaktträger werkstoff haben.

3. Temperaturmeßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschraube (7) mit dem Schutz rohr (5) durch Hartlot druckdicht verbunden ist.

4. Temperaturmeßvorrichtung nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an einer über die Metallschraube (7) in deren axialer Richtung hinausragenden Wandzone (17) des Gehäuses (15) der einen Steckverbinderhälfte (12), die die Steckerkontakte (14) aufweist, eine Rastnase (18) für den Eingriff in eine Aus nehmung (27) in einer Wand des Gehäuses (25) der anderen Steckverbinderhälfte (21) vorgesehen ist.

5. Temperaturmeßvorrichtung nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die Federkontakte (24) der einen Steckverbinderhälfte elek trische Leitungen (22, 23) angeschlossen sind, die je einen Isoliermantel aus aromatischen Polyimiden mit einem Außenmantel aus Polytetrafluoräthylen aufweisen.

6. Temperaturmeßvorrichtung nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Stirnseite der Metallschraube (7) und einem mit einem Durchlaß für das Schutzrohr (5) versehenen Boden einer in einer Behälter- oder Gehäusewand angeordneten Metallmutter (18) für die Aufnahme der Metallschraube (7) eine Dichtung (20) aus Metall oder Fluorelastomer angeordnet ist.

7. Temperaturmeßvorrichtung nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Temperatursensor ein Thermoelement vorgesehen ist.

8. Temperaturmeßvorrichtung nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Temperatursensor ein elektrischer Widerstand im Schutzrohr (5) angeordnet ist und daß die externen Leitun gen (22, 23) je aus vernickelten Kupfer bestehen.

9. Temperaturmeßvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die externen Leitungen (22, 23) bei einen Meßbereich über 200°C aus dem gleichen Material wie die Leitungen des Thermopaars und bei einen kleineren Meßbe reich aus Ausgleichsleitungen bestehen.

10. Temperaturmeßvorrichtung nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüs sigkristallpolymer ein Polyester ist.

11. Temperaturmeßvorrichtung nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkristallpolymer ein Polyterephtalat ist.

12. Temperaturmeßvorrichtung nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüs sigkristallpolymer ein Polyarylat ist.

13. Temperaturmeßvorrichtung nach zumindest einem der vorher gehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung für Temperaturmessung im Innern einer thermisch isolierten Gaserzeugungsbox mit Komponenten für die Gewinnung von Wasserstoff aus Methanol zur Speisung einer Brenn stoffzelle.