DE20200981U1 - Messdose zur Aufnahme von Sensoren - Google Patents
Messdose zur Aufnahme von SensorenInfo
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Description
3014 GM
Die Neuerung betrifft eine Messdose zur Aufnahme von Sensoren entsprechend dem Oberbegriff des ersten Schutzanspruches.
Die Neuerung ist überall dort einsetzbar, wo Sensoren, insbesondere zum Messen von tiefen Temperaturen, vor mechanischer Beschädigung geschützt werden und eine hohe Genauigkeit bei der Messung ohne das Verfälschen der Messergebnisse erreicht werden soll.
Anordnungen zum Messen tiefer Temperaturen bestehen üblicherweise aus einem kleinen Kupferblock, der so genannten thermischen Verankerung, mit einer Bohrung zur Aufnahme des Sensors, einem Stück freiliegenden Metalldraht sowie einem zweiten Kupferblock, dessen &igr;&oacgr; Aufgabe die Aufnahme von Wärmelasten ist, die durch Wärmeleitung im Messdraht entstehen.
Bei dieser Anordnung besteht die Gefahr, dass die empfindlichen Messleitungen zwischen beiden thermischen Verankerungen, die aus Gründen minimalen Wärmeeintrags einen möglichst geringen Querschnitt haben müssen, beschädigt werden, da sie vor mechanischer Beanspruchung ungeschützt sind.
Weiterhin kann die gemessene Temperatur verfälscht werden, da der Kupferblock nicht vor einem äußeren Wärmeeintrag durch Leitung, Konvektion und Strahlung geschützt ist.
Es ist daher Aufgabe der Neuerung eine Messdose zu entwickeln, die diese Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist und vor mechanischer und thermischer Belastung geschützt ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Messdose nach den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Schutzanspruches erfüllt.
Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungen der Neuerung wieder.
Die Neuerung sieht eine Messdose zur Aufnahme von Sensoren vor, welche sich dadurch auszeichnet, dass Sensoren mit Sensoraufnahmen, einem Kupferblock, Zugentlastungen, einem Distanzstück und Verbindungsstellen in einer Schutzhülle angeordnet sind.
Die Schutzhülle stellt in einer vorteilhaften Weise eine kompakte, viereckige Haube über den zu schützenden Teilen dar. Grundsätzlich sind aber auch andere Formen der Dose möglich.
Es ist vorteilhaft die Schutzhülle mittels Schraubenverbindung zu befestigen. Es sind aber auch andere Verbindungen, beispielsweise Nietenverbindungen, Klebeverbindungen und andere Befestigungen denkbar.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Schutzhülle aus Edelstahl besteht. Als Materialien für die Schutzhülle kommen ferritische Stähle, Eisen, Kunststoff oder andere Materialien und Verbundstoffe mit niedriger Wärmeleitfähigkeit in Frage. Damit wird ein Schutz der innerhalb der Schutzhülle befindlichen Teile vor einer mechanischen Beschädigung und einer thermischen Beeinflussung gewährleistet.
Weiterhin ist es vorteilhaft die Schutzhülle aus nicht magnetischem Material anzufertigen. Dabei kann die Schutzhülle zusätzlich mit einer Strahlungsreflektierenden Schicht versehen sein. Dabei ist es unerheblich, ob die Reflexion gerichtet oder diffus erfolgt. Die Verbesserung wird durch die-Minimierung der durch Strahlungsabsorption in die Messdose eingekoppelten Wärmeleistung erreicht. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Schutzhülle aus nichtmetallischem Material gefertigt ist. Für diese Beschichtungen kommen je nach Einsatzbereich sowohl metallische Überzüge (beispielsweise Kupfer oder Silber), wie auch nichtmetallische hochstreuende Materialien (beispielsweise Titandioxid, Bariumsulfat, Magnesiumoxid) in Frage.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Sensoraufnahme aus Kupfer oder einem anderen, die Wärme gut leitenden, Material angefertigt ist.
Eine andere Möglichkeit Strahlungswärme vom Inneren der Schutzhülle abzuhalten, ist die aktive Kühlung der Schutzhülle, beispielsweise in dem die Schutzhülle als Kühlaggregat ausgeführt wird, welches mit Helium gekühlt wird, damit ein verfälschender Wärmefluss auf den Sensor gänzlich unterbleibt. In diesem Fall wird für die Schutzhülle nach Schutzanspruch 10 vorteilhaft ein Material mit hoher oder mittlerer Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Kupfer oder Aluminium, eingesetzt.
Durch die Anordnung des Lötstützpunktes auf einem separaten Kupferblock findet die notwendige zweite thermische Verankerung innerhalb der Messdose statt. Dies bedeutet eine erhebliche Reduzierung der benötigten Flächen für die Montage der Temperaturmesseinrichtung und damit eine erhebliche Reduzierung des Risikos einer Beschädigung der Messleitungen. Auf dem Block befindet sich weiterhin eine Zugentlastung, die die mechanische Belastung des nach außen führenden Messdrahtes aufnimmt.
Anstelle von Kupfer kann für die thermischen Verankerungen auch jedes andere Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit im Einsatzbereich verwendet werden. Diese Weiterbildung nach Schutzanspruch 8 ermöglicht eine kostengünstige und den jeweiligen Einsatzbedingungen angepasste Auswahl der Materialien für die thermische Verankerung.
3014 GM
Für die Neuerung ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die thermische Verankerung gleichzeitig als Sensoraufnahme dient.
In Folgenden wird die Neuerung an einem Ausführungsbeispiel und vier Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:
Figur 1: Messdose für den Einsatz auf einer ebenen Fläche in Draufsicht
Figur 2: Schnitt A-A von Figur 1
Figur 3: Messdose für den Einsatz auf einem Rohr in Draufsicht
Figur 4: Ansicht B von Figur 3
Die Figur zeigt eine Messdose mit einer Schutzhülle 1 auf einer Fläche, wobei in der Schutzhülle 1 der Kupferblock 3 und die Sensoraufnahme 2, im Kupferblock 3 Zugentlastungen 6 und vier Lötstützpunkte 4 angeordnet sind und sich ein Sensor 5 in der Sensoraufnahme 2 befindet. Die Schutzhülle 1 wird mittels einer Schraube 7 gehalten, die an einem Bolzen angeordnet ist, der den Kupferblock 3 arretiert.
Die Figur 3 zeigt die Messdose in einer Geometrie, wie sie zum Messen an einem Rohr 9 genutzt wird. Dabei wird das Rohr 9 von den thermischen Verankerungen 3 umschlossen, die als Klammem ausgebildet sind und als Träger für die Lötstützpunkte 4, Zugentlastungen 6 und die Sensoraufnahme 2 wirken. Die Sensoraufnahme 2 ist bei dieser Ausführung auf die thermische Verankerung aufgesetzt. Die beiden thermischen Verankerungen sind dabei durch Distanzstücke 8 aus Hartglasgewebe oder einem anderen Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit verbunden. Die Distanzstücke 8 sind mittels Schrauben 7 befestigt und wirken durch ihre Form auch als Sicherung gegen unbeabsichtigtes Verdrehen der Schutzhülle.
| 1 | Schutzhülle oder Deckel |
| 2 | Sensoraufnahme/Verankerung |
| 5 3 | Kupferblock |
| 4 | Lötstützpunkt |
| 5 | Sensor |
| 6 | Zugentlastung |
| 7 | Schraube |
| 10 8 | Distanzstück und Verdrehsicherung |
| 9 | Rohr |
Claims (11)
1. Messdose zur Aufnahme von Sensoren, insbesondere Temperaturmessdose zur Aufnahme von Sensoren für die Messung von tiefen Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren (5) mit Sensoraufnahmen (2), einem Kupferblock (3), Zugentlastungen (6), einem Distanzstück (8) und Verbindungsstellen (4) in einer Schutzhülle (1) angeordnet sind.
2. Messdose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle (1) eine kompakte, viereckige Haube über den zu schützenden Teilen (2, 3, 4, 5, 6, 8) darstellt.
3. Messdose nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle (1) mittels Schraubenverbindung (7) befestigt ist.
4. Messdose nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle (1) aus Edelstahl besteht.
5. Messdose nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle (1) aus ferritischem Stahl, Eisen, Kunststoff oder anderen Metallen und Verbundstoffen mit niedriger Wärmeleitfähigkeit besteht.
6. Messdose nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle (1) aus nicht magnetischem Material besteht.
7. Messdose nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle (1) zusätzlich mit einer strahlungsreflektierenden Schicht versehen ist.
8. Messdose nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoraufnahme (2) aus Aluminium oder einem anderen, die Wärme gut leitenden, Material gefertigt ist.
9. Messdose nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle (1) aktiv gekühlt ist.
10. Messdose nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle (1) aus einem Material mit mittlerer oder hoher Wärmeleitfähigkeit gefertigt ist.
11. Messdose nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Verankerung gleichzeitig die Sensoraufnahme (2) darstellt.
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Citations (8)
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2002
- 2002-01-24 DE DE20200981U patent/DE20200981U1/de not_active Expired - Lifetime
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