在板式热交换器中借助光波导的温度测量制造技术

本发明专利技术涉及一种板式热交换器，具有多个相互平行延伸的板(10)，其中在两个相邻的板(10)之间分别设置一个叶片(20)，以便构成多个平行的通道(K)，并且具有用于测量所述板式热交换器(1)的温度的光波导(30)。根据本发明专利技术设置，光波导(30)设置在所述板式热交换器(1)的叶片(20)的槽(11)中或者板(10)的槽(11)中。此外，本发明专利技术涉及一种相应的用于温度确定的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的板式热交换器以及一种用于确定板式热交换器的温度的方法。
技术介绍
这种板式热交换器通常具有多个相互平行设置的板，其中在两个相邻的板之间分别设置一个叶片(所谓的鳍)，以便在相邻的板之间构成多个平行的可被介质流过的通道。鳍朝着侧受所谓的边缘条(Sidebar)限制，所述边缘条与邻接的板焊接。通过这种方式构成板式热交换器的多个平行的热交换通路，从而例如在热交换通路中可以在对流中彼此相向地引导介质，以便进行间接的热交换。迄今，为了温度测量在板式热交换器中在板式热交换器上从外部施加例如传感器。然而，由于好的热传导所述测量是不准确的并且仅仅说明平均的温度水平。因此，板式热交换器内部中的温度仍然不已知。此外，根据DE10 2007 021 564 A1在原理上可以借助光波导测量板式热交换器中的温度。
技术实现思路
因此由此出发，本专利技术所基于的问题是，提供一种板式热交换器以及一种用于确定板式热交换器的温度的方法，所述板式热交换器或者所述方法能够实现板式热交换器的温度的准确确定。所述问题通过具有权利要求1的特征的板式热交换器来解决。然后设置，光波导设置在板式热交换器的叶片的槽中或者板的槽中。在此，优选将所述槽置入叶片或者板中，例如通过铣削。所述光波导优选以纵向延伸的元件的形式存在，所述元件尤其由玻璃纤维构成或者具有所述玻璃纤维。然而也可以设想，光学纤维或者光波导由其他材料构成。根据本专利技术的一种优选实施方式设置，光波导设置在包围所述光波导的护套中。优选地，管状地构造所述护套，使得所述护套在横截面中完全包围所述光波导。优选地，所述护套由金属、例如钢或者铝构造。根据本专利技术的一种实施方式，光波导相对于叶片或者所述板如此设置，使得所述光波导具有回曲形的走向。也就是说，光波导具有多个整体地彼此连接的或者整体地彼此成形的区段，其中优选每两个相邻的区段通过一个尤其U形弯曲的区段交汇。优选地，所述弯曲的区段具有1cm至5cm范围中、优选3cm的曲率半径。优选相互平行地设置所述(纵向延伸的)区段，以便根据弯曲的区段整体得到所述光波导的回曲形的走向。对于涉及设置在板式热交换器的叶片的槽中的光波导的情形，光波导的所述(直的)区段分别从叶片的第一外部边缘区域延伸至所述叶片的相对置的、与所述第一外部边缘区域平行的第二外部的边缘区域，即优选横向于由叶片构成的通道。在此，所述光波导优选从板式热交换器的热的端部出发延伸至板式热交换器的冷的端部。对此替代地，对于涉及设置在板式换热器的板的槽中的光波导的情形优选设置，所述(直的)区段(类似于以上所述情形)分别在所涉及的板的第一个外部边缘区域和所述板的相对置的、与所述第一外部边缘区域平行的第二外部边缘区域之间延伸。此外，板式热交换器基本上也可以每个叶片或者板具有另一个光波导，例如横向于其他光波导，所述另一个光波导同样可以回曲形地布置。当每个叶片或者板存在一个光波导时已经能够根据光波导的回曲形的走向说明板式热交换器的温度的2D分布，因为所述光波导沿着其延伸方向具有用于待测量的温度的多个测量点。根据本专利技术的一种实施方式，光波导所设置于的所述叶片或者具有光波导所设置于的槽的相应板优选涉及板式热交换器的最外面的叶片或者板式热交换器的最外面的板(盖板)。光波导所安装于的所述叶片或者板优选是板式热交换器的所谓的虚拟层(Dummy-Lage)的一部分，所述虚拟层朝着周围环境敞开。也就是说，涉及板式热交换器的在板式热交换器的常规运行中不流过过程介质的层或者热交换通路。然而对此替代地，叶片或者所述板也可以用于热交换过程。在此，具有其包围的护套的光波导优选与叶片或者板紧密地焊接，使得相应的热交换通路不具有朝着周围环境的不密封性。此外，板式热交换器可以具有多个以上所描述的光波导，其中各个光波导分别设置在板式热交换器的所分配的叶片的或者板的槽中。通过这种方式可以测量板式热交换器中的三维的温度分布。根据本专利技术的板式热交换器的一个或多个光波导优选与测量装置连接，所述测量装置设置用于借助所述光波导测量板式热交换器中的温度。为此，所述测量装置优选构造用于，将光(光学信号)导入至少一个光波导中并且以已知的方式分析处理在所述光波导中所散射回的光。在此充分利用的是，发射进光波导中的并且散射回的光学信号是强烈的温度相关的并且因此适合用于光波导的周围环境中的温度测量。为了分析处理光波导的所述光学信号存在多种方法，它们能够实现以足够高的精确度确定光波导的任意点处的温度。在本专利技术的一种优选实施方式中，测量装置设计并且设置用于分析处理由至少一个光波导散射回的光，所述光由导入到光波导中的光的拉曼散射产生。在此充分利用的是，光波导通常由掺杂的石英玻璃(非晶的固态结构，主要由二氧化硅组成)制造。在所述非晶的固态结构中，通过热效应引起光栅波动。所述光栅波动是温度相关的。因此，到达光波导中的分子或者颗粒上的光与分子的电子发生相互作用。所述相互作用也称作拉曼散射。可以将所散射回的光分成三个光谱组。除相应于所射入的光的波长的瑞利散射以外，存在所谓的斯托克斯组件和所谓的反斯托克斯组件。与移位至更大的波长的并且仅仅小的温度相关的斯托克斯组件相比，移位至更小的波长的反斯托克斯组件是明显温度相关的。因此，测量装置优选构造用于，计算斯托克斯组件和反斯托克斯组件之间的强度比例，其中测量装置优选构造用于，为此计算所述两个散射回的组件的傅立叶变换并且将其与参考信号的傅立叶变换进行比较。由此，得到两个组件关于光波导的长度的强度。因此，可以通过两个强度的比较求取光波导的每一个点的温度。根据另一种变型方案设置，通过瑞利散射的分析处理实现温度确定。为此，测量装置优选具有相干的频率范围反射计(c-OFDR：coherent Optical Frequency Domain Reflectometer)，其中将可调谐的激光器的光耦合进到马赫曾德尔干涉仪中，所述马赫曾德尔干涉仪将光分成两个路径，其中光波导构成一个路径，而另一个路线是已知长度的参考路径。来自光波导的瑞利散射光与来自参考路径的光份额重叠并且被探测。在此，在调谐激光器波长时在探测器上产生周期性的信号，其频率取决于光波导的相应的散射位置。因此，所述信号的可通过傅立叶变换得到的各个频率相应于光波导中的散射位置；每一个频率分量的振幅说明相应的反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种板式热交换器，其具有：多个相互平行延伸的板(10)，其中，在两个相邻的板(10)之间分别设置一个叶片(20)，以便构成多个平行的通道(K)；用于测量所述板式热交换器(1)的温度的光波导(30)，其特征在于，所述光波导(30)设置在所述板式热交换器(1)的叶片(20)的槽(11)中或者板(10)的槽(11)中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.09 EP 12006984.41.一种板式热交换器，其具有：
多个相互平行延伸的板(10)，其中，在两个相邻的板(10)之间分别
设置一个叶片(20)，以便构成多个平行的通道(K)；
用于测量所述板式热交换器(1)的温度的光波导(30)，
其特征在于，
所述光波导(30)设置在所述板式热交换器(1)的叶片(20)的槽(11)
中或者板(10)的槽(11)中。
2.根据以上权利要求中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，所
述光波导(30)纵向延伸地构造，其中，所述光波导(30)尤其由至少一
个玻璃纤维构成。
3.根据权利要求1或2所述的板式热交换器，其特征在于，所述光波
导(30)设置在包围所述光波导(30)的护套(300)中，其中特别地，所
述护套(300)管状地构造，其中特别地，所述护套(300)由金属(300)、
尤其由钢或者铝构成。
4.根据以上权利要求中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，所
述光波导(30)具有回曲形的走向。
5.根据以上权利要求中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，所
述光波导(30)具有多个尤其相互平行延伸的区段(30a)，其中特别地，
每两个相邻的区段(30a)分别通过所述光波导(30)的一个弯曲的区段(30b)
彼此整体地连接，其中特别地，相应弯曲的区段(30b)具有1cm至5cm
范围中、尤其3cm的曲率半径(R)。
6.根据权利要求5所述的板式热交换器，其特征在于，在设置在所述
叶片(20)的槽(11)中的光波导(30)中，所述区段(30a)分别从所述

\t叶片(20)的第一外部边缘区域(201)延伸至所述叶片(20)的相对置的
第二外部边缘区域(202)...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·弗吕根，AE·舍尔，
申请(专利权)人：林德股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE