DE4019392A1 - Messfuehler fuer die elektrische temperaturmessung von in rohren stroemenden fluessigkeiten oder gasen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Meßfühler für die elektrische Temperaturmessung von in Rohren strömenden Flüssigkeiten oder Gasen mit einem Temperaturmeßsensor, der in der Spitze einer flüssigkeits- und/oder gasdicht gekapselten Fühlerhülse elek­ trisch isoliert gehaltert ist, nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruches 1.

Meßfühler dieser Art sind Bestandteile von Wärmezählern, die beispielsweise zur Ermittlung des Wärmeverbrauches bei der Heißwasserentnahme eingesetzt werden. Solche Meßfühler bestehen aus einer auswechselbar in das Rohr, in dem die Flüssigkeit oder das Gas strömt, einführbaren Hülse, die den Temperaturmeß­ sensor in Form eines temperaturabhängigen Meßwiderstandes aus keramischem Material sowie dessen Zuleitung flüssigkeits- und/oder gasdicht umschließt. Damit die Messung nicht verfälscht wird, muß der Temperaturmeßsensor in möglichst engem thermi­ schen Kontakt zu dem zu messenden Medium, d. h. in der Spitze der Hülse und über eine Wärmeleitpaste mit deren Wandung ver­ bunden, angeordnet sein. Außerdem kommt es für die Genauigkeit der Messung darauf an, daß der Temperaturmeßsensor seine Posi­ tion exakt beibehält und sich nicht, etwa durch unbeabsichtig­ tes oder beabsichtigtes Ausüben einer axialen Zugkraft auf die elektrische Verbindungsleitung, aus seiner geeichten Sollposi­ tion in axialer Richtung verschiebt oder verschieben läßt. Aber auch eine Dezentrierung des Temperaturmeßsensors im Sinne einer Verlagerung zur Innenfläche der gekapselten und geerdeten Füh­ lerhülsen könnte zu Problemen führen. So ist bei zu starker An­ näherung des Temperaturmeßsensors an die Hülse ein elektrischer Durchschlag und damit ein Ausfall der Meßanordnung möglich.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, den Tempera­ turmeßsensor gegen unbeabsichtigtes oder beabsichtigtes Verset­ zen aus seiner Sollposition in der Fühlerhülse zu sichern.

Dies wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung erreicht. Damit ist sichergestellt, daß der Temperaturmeßsensor auch bei rauhem Betrieb in seiner Sollposition fixiert bleibt. Positionsabhängige Meßfehler sind damit ausgeschlossen. Außer­ dem ist erreicht, daß der Mantel des Verbindungskabels nicht mit der heißen Fühlerhülse in Berührung kommen kann mit der Folge, daß für den Isoliermantel der Verbindungsleitungen ein preiswertes Material mit niedriger Temperaturbeständigkeit gewählt oder auf eine elektrische Isolation völlig verzichtet werden kann.

In einer Weiterbildung der Erfindung nach Patentanspruch 3 ist nicht nur der Temperaturmeßsensor selbst, sondern auch das An­ schlußkabel mit außen nicht zugänglichen Mitteln zugentlastet, so daß eine Beschädigung des Temperaturmeßwiderstandes oder des Tragkörpers auch bei stärkerer Kraftausübung auf das Anschluß­ kabel vermieden ist. Überschreitet die Zugkraft die Belastungs­ grenze des Kabelmantels, so reißt das Kabel ab, was von der Meßanordnung als Meßkreisunterbrechung registriert und signa­ lisiert wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind anhand eines Ausfüh­ rungsbeispieles im folgenden näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schnittbildliche Längsdarstellung in Draufsicht, und

Fig. 2 eine schnittbildliche Längsdarstellung in Seitenan­ sicht des Meßfühlers.

Der in Fig. 1 längsschnittbildlich dargestellte Meßfühler be­ steht aus einer spitzenseitig verschlossenen Fühlerhülse 1, deren anderes Ende zum Einführen eines Temperatur-Meßfühlers in Form eines temperaturabhängigen elektrischen Meßwiderstandes 2 offen ist. Der Meßfühler hat eine solche Länge, daß dieser in ein nicht dargestelltes Flüssigkeits- oder Gasrohr, etwa bis zu dessen Querschnittsmitte einführbar und in dieser Position am Rohr zu befestigen ist. Dazu besitzt die Fühlerhülse eine auf deren Außenmantel aufgeschobene Schraubbuchse 3 mit Außenge­ winde. Diese ist in eine Gewindebohrung des nicht dargestellten Wasser- oder Gasrohres flüssigkeits- und/oder gasdicht ein­ schraubbar. Die Fühlerhülse 1 besitzt einen ringförmigen An­ schlag 4, an dessen dem geschlossenen Ende der Hülse abge­ wandter Stirnfläche die Anschlagkante der Schraubbuchse 3 an­ liegt, so daß die Fühlerhülse mit einer definierten Länge in das Rohr hineinragt. Der durch das offene Ende der Hülse ein­ geführte und möglichst nahe der Spitze der Führungshülse an­ geordnete Meßwiderstand 2 ist über elektrische Verbindungslei­ tungen 5, die mit den Adern eines Anschlußkabels 6 verbunden sind, an einen nicht dargestellten elektrischen Meßkreis ange­ schlossen. Um eine möglichst gute Wärmeleitung zu erzielen, ist der Raum zwischen dem Meßwiderstand 2 und der Innenfläche der Fühlerhülse 1 mit Wärmeleitpaste 7 ausgefüllt.

Um den Meßwiderstand 2 auch bei rauhem Betrieb exakt in seiner axialen und radialen Sollposition zum Innenmantel der Fühler­ hülse 1 zu fixieren ist dieser in einem Meßwiderstands-Tragkör­ per 8 gehaltert. Dieser Tragkörper liegt mit seiner Außenfläche eng an der Innenfläche der mit einer elektrischen Isolier­ schicht versehenen Fühlerhülse 1 an und ist gegen Axialver­ schiebung mit Hilfe von Rastnasen 9 in einer entsprechenden Innennut der Fühlerhülse gehaltert. Außerdem ist der Meßwider­ stands-Tragkörper mit einer Anschlagnase 10 ausgerüstet, deren Kante an einer Lasche 11 des Meßwiderstandes 2 derart anliegt, daß dieser gegen eine Axialverschiebung gesichert ist. Dadurch ist verhindert, daß sich der Meßwiderstand 2 etwa durch eine auf das Anschlußkabel 6 versehentlich oder absichtlich ausge­ übte Zugkraft axial verschiebt. Eine solche Verschiebung um nur wenige Millimeter würde das Meßergebnis erheblich verfälschen.

Der Meßwiderstands-Tragkörper 8 besteht aus einem wärmebestän­ digen Kunststoff, der vor dem Einführen in die Fühlerhülse als Löthilfe zum Verbinden des Anschlußkabels 6 mit dem Meßwider­ stand 2 dienen kann. Außerdem ist vermieden, daß der Mantel der Verbindungsleitungen 5 zwischen den elektrischen Anschlüssen des Meßwiderstandes 2 und den Adern des Anschlußkabels 6 an der bis über 100° warmen Innenwand der Fühlerhülse 1 anliegt, so daß für den Isoliermantel der Verbindungsleitungen 5 ein rela­ tiv preiswertes Material mit niedriger Temperaturbeständigkeit verwendet oder auf eine elektrische Isolation völlig verzichtet werden kann.

Auf das offene Ende der Fühlerhülse 1 ist eine Buchse 12 auf­ geschoben, deren Innendurchmesser etwa dem der Fühlerhülse 1 entspricht. In die Bohrung der Buchse 12 ist ein zylindrischer Zugentlastungskörper 13 eingeführt, dessen Bohrungsdurchmesser dem Außendurchmesser des Anschlußkabels 6 entspricht, so daß dieses in den Zugentlastungskörper gegen den Widerstand von in diesen eingelassenen Krallen 14 einführbar ist, die fühlersei­ tig mit Schneiden versehen sind, die sich bei einer Zugausübung auf das Kabel in dessen Außenmantel einkrallen. Die Buchse 12 mit dem Zugentlastungskörper 13 ist mit Hilfe eines Schrumpf­ schlauches 15 auf den Außenmantel der Fühlerhülse 1 aufge­ schrumpft. Dadurch ist erreicht, daß der Meßwiderstand 2 auch bei einer starken Zugausübung auf das Anschlußkabel 6 sicher in seiner Position fixiert bleibt. Übersteigt die Zugkraft einen bestimmten Wert, reißt das Kabel ab. Dabei entsteht eine Unter­ brechung, die der Meßkreis als Fühlerbruch registriert und meldet.

Durch die sichere zentrische Lage des Meßwiderstandes 2 kann dieser auch nicht in die Nähe der Innenwand des Meßfühlers gelangen, so daß stets auch eine ausreichende elektrische Durchschlagfestigkeit gewährleistet ist. Die Schraubbuchse 3 ist mit einer Bohrung 16 versehen, die zum Einfädeln einer Plombe dient, die den Meßfühler gegen widerrechtliches Ent­ fernen sichert.

Um eine unzulässige weil meßwertverfälschende Wärmeabfuhr des Meßwiderstandes 2 über die relativ dicken Verbindungsleitungen 5 des Anschlußkabels zu vermeiden, ist es zweckmäßig, diese im Bereich der Fühlerhülse 1 möglichst massearm auszuführen und die Verbindung mit den Kabeladern in die Nähe des offenen Endes der Fühlerhülse 1 zu verlegen.

Claims (4)

1. Meßfühler für die elektrische Temperaturmessung von in Roh­ ren strömenden Flüssigkeiten oder Gasen mit einem elektrischen Meßsensor, der in der Spitze einer flüssigkeits- und/oder gas­ dicht gekapselten Fühlerhülse elektrisch isoliert gehaltert ist und dessen elektrische Verbindungsleitungen innerhalb der Hülse zu einem nach außen führenden Anschlußkabel verlegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßsen­ sor (2) an einem in das Innere der Fühlerhülse (1) einführbaren und in dieser gehaltenen Tragkörper (8) aus elektrisch nicht­ leitendem, temperaturbeständigem Material in einer zur Fühler­ hülse (1) zentrierten Position gegen radiale und axiale Ver­ schiebung gesichert befestigt ist, daß der Tragkörper (8) Füh­ rungskanäle für die elektrischen Verbindungsleitungen (5) zum Anschlußkabel (6) sowie Befestigungsmittel zur Verankerung des eingeführten Tragkörpers (8) an der Fühlerhülse (1) gegen des­ sen axiale Verschiebung aufweist und daß am kabelseitigen Ende der Fühlerhülse (1) eine Buchse (12) zentrisch befestigt ist, durch deren Bohrung das Anschlußkabel (6) geführt ist und die mit Zugentlastungsmitteln (13, 14) ausgestattet ist die eine auf das eingeführte Anschlußkabel ausgeübte Zugkraft aufnehmen.

2. Meßsensor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Befestigungsmittel zur Verankerung des in die Fühlerhülse (1) eingeführten Tragkörpers (8) dieser mit Rastnasen (9) versehen ist, die in eine innere Ringnut der Fühlerhülse (1) einrasten.

3. Meßsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Buchse (13) als Zugent­ lastungsmittel nach innen federnd angeordnete Krallen (14) be­ sitzt, die fühlerseitig mit Schneiden versehen sind, die beim Einführen des Anschlußkabels (6) nach außen geführt werden und die sich bei entgegengesetztem Zug auf das Anschlußkabel (6) in dessen Außenmantel einkrallen.

4. Meßsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Verbin­ dungsleitungen (5) im Bereich der Fühlerhülse möglichst masse­ arm ausgeführt sind und die Verbindung mit den Adern des An­ schlußkabels (6) nahe dem offenen Ende der Fühlerhülse (1) er­ folgt.