用于感测温度的测量插入件制造技术

本发明专利技术涉及用于感测温度的测量插入件(3)，该测量插入件(3)用于插入到保护管(2)中，以确定并且/或者监测容器(V)或管道中的介质(M)的温度(T)，该保护管(2)至少部分地伸入到容器(V)或管道的内部容积中，并且该测量插入件(3)包括伸长管(3a)和温度传感器(5)，该温度传感器(5)布置在测量插入件(3)的端部区域内。根据本发明专利技术，该测量插入件(3)还包括耦合元件(9)，该耦合元件(9)在布置有温度传感器(5)的所述端部区域中紧固到伸长管(3a)，所述耦合元件(9)被实施并且/或者被定尺寸为以便用于：在将测量插入件(3)引入到保护管(2)中的状态下，将测量插入件(3)固定在保护管(2)的内部。将测量插入件(3)固定在保护管(2)的内部。将测量插入件(3)固定在保护管(2)的内部。

【技术实现步骤摘要】
用于感测温度的测量插入件


[0001]本专利技术涉及一种测量插入件，该测量插入件用于插入到保护管中，以确定并且/或者监测容器或管道中的介质的温度，该保护管至少部分地伸入到容器或管道的内部容积中，该测量插入件包括伸长管和温度传感器，该温度传感器布置在该管的端部区域内。本专利技术进一步涉及一种用于确定并且/或者监测容器或管道中的介质的温度的温度计，该温度计包括这样的测量插入件。例如，该温度传感器包括电阻元件制的热电偶。

技术介绍

[0002]从现有技术中已知以各种各样的设计存在的温度计。例如，有些温度计利用具有已知膨胀系数的液体、气体或固体的膨胀来测量温度。例如，在使用电阻元件或热电偶时，另一些温度计将材料的电导率与温度相关联。另一方面，高温计使用物质的热辐射来确定其温度。各自的基本测量原理均已在大量出版物中进行了描述。
[0003]例如，以电阻元件或所谓的薄膜传感器的形式存在的温度传感器，特别地是，电阻温度检测器(RTD)，使用了传感器元件，该传感器元件设置有连接线并且被施加到载体基板，因此该载体基板的背面通常涂有金属涂层。所使用的传感器元件是所谓的电阻器元件，其例如由铂元件提供，其也可作为PT10、PT100和PT1000元件商购获得。
[0004]反过来，在热电偶的情况下，温度是通过在一端连接起来的并且由不同材料组成的热电偶丝之间产生的热电压而确定的。对于温度测量，通常使用符合DIN标准IES584的热电偶，例如K、J、N、S、R、B、T或E型热电偶作为温度传感器。但是，其它材料对，尤其是具有能够测量的塞贝克(Seebeck)效应的材料对，也是可能的。
[0005]通常，温度传感器被布置在测量插入件中，该测量插入件进而经由以温度计套管形式存在的保护管与介质接触，该保护管与流体物理接触。
[0006]一方面，这样的温度计套管承受高负载，特别是当它们暴露于流动的介质中时，这种情况会导致不同的机械力作用在保护管上，例如剪切力或由相干涡旋脱落而引起的力，这样的相干涡旋脱落会导致涡致振动(VIV)。流体动力学中的涡旋脱落被称为“卡门(K
á
rm
á
n)涡街”，是指由物体周围的介质流动的不稳定分离而引起的、在交替方向上的重复的旋转涡流模式，以导致所述物体振动。振动的频率越接近介质流动所围绕的物体的固有频率，物体振动得就越剧烈。
[0007]此外，温度计的测量精度高度依赖于相应介质、过程环境和/或温度计之间的热耦合。以这种方式，占主导地位的热流起着决定性的作用。对温度的可靠确定要求温度计和介质在至少用以确定温度所需的一段时间内处于热平衡。因此，至少在这段时间内，温度计的温度和介质的温度在理想情况下应该基本上相同。温度计对温度变化的反应，即所谓的温度计的响应时间，在这里起着决定性的作用，尤其是在介质的温度基本连续地变化的情况下。这样，常常与包括温度计套管的温度计相关的另一个问题与响应时间有关。
[0008]已经提出了许多不同的解决方案来缩短响应时间并且提高包括温度计套管的温度计的测量精度。通常，保护管的管壁被做得尽可能得薄。另一种方法涉及改进测量插入件
和温度计套管之间的接触。在这个背景下，例如DE102013114140A1或DE102014101968A1描述了使用附加弹簧元件来改进保护管和测量插入件之间的接触。DE102018111167A1进而建议在测量插入件和温度计套管之间放置耦合单元。WO2014/158393A1公开了一种实心插入件，该实心插入件被构造用以以可移除的方式将温度探头支撑在温度计套管内，并且被构造用以在温度计套管和探头之间提供热接触。

技术实现思路

[0009]基于已知的解决方案，本专利技术的一个目的是提供一种具有改进性能的测量插入件，用于与温度计套管一起使用。
[0010]该目的通过根据权利要求1的测量插入件以及通过根据权利要求13的温度计来实现。
[0011]关于测量插入件，本专利技术的主要目的通过一种测量插入件来实现，该测量插入件用于插入到保护管中，以确定并且/或者监测容器或管道中的介质的温度，该保护管至少部分地伸入到该容器或管道的内部容积中，该测量插入件包括伸长管和温度传感器，该温度传感器布置在该测量插入件的端部区域内。
[0012]例如，该伸长管进一步可以包括用于与该温度传感器建立电连接的连接线。此外，该伸长管可以填充有填充材料。
[0013]根据本专利技术，测量插入件进一步包括耦合元件，该耦合元件在布置有温度传感器的所述端部区域中紧固到该伸长管，该耦合元件被实施并且/或者被定尺寸为以便用于，在将该测量插入件引入到该保护管中的状态下，将该测量插入件固定在该保护管的内部。
[0014]因此，耦合元件用于提高测量插入件在被引入到保护管中时的机械稳定性并且还用于降低对温度计的机械振动的敏感性。通过该耦合元件，减小了该测量插入件的外壁和该保护管的内壁之间的间隙。
[0015]在一个优选实施例中，耦合元件至少部分地由导热材料构成。在没有耦合元件的情况下，测量插入件的壁和保护管的管壁之间的间隙通常被空气填充，空气是不良的热导体。该耦合元件至少部分地减小或最小化该间隙。通过提供至少部分地由金属材料构成的耦合元件，可以实现增进的响应时间和改进的热传递，导致测量精度提高。
[0016]耦合元件进一步可以具有特定尺寸或几何形状，对这些尺寸或几何形状进行选择，从而改进热传递、机械稳定性并且/或者减少振动。
[0017]一个实施例包括的是，耦合元件包括第一部件和第二部件，该第一部件至少部分是刚性的，而该第二部件至少部分是弹性的。此外，这两个部件可以进一步具有不同的热导率和/或热膨胀系数。该刚性部件用于机械稳定，而第二部件改进测量插入件在保护管内部的装配。因此，提供由两个部件制成的耦合元件改进了测量插入件在保护管内部的装配性能。
[0018]在一个实施例中，耦合元件包括至少一个至少部分弹性的并且/或者能够变形的元件。该弹性的并且/或者能够变形的元件可以是前述实施例的第二部件，或可以是耦合元件的任何其它元件或部件。
[0019]在这方面，有利的是，所述至少一个至少部分弹性的并且/或者能够变形的元件特别地是金属网状物或金属泡沫。
[0020]进一步有利的是，所述至少一个至少部分弹性的并且/或者能够变形的元件特别地是金属弹簧元件。
[0021]耦合元件还可以包括特别是金属网状物或金属泡沫以及特别是金属弹簧元件。
[0022]关于弹簧元件，有利的是，弹簧元件被实施以使得该弹簧元件的弹簧行程垂直于测量插入件的纵向轴线。
[0023]进一步有利的是，弹簧元件包括多个向外弯曲的杆件和至少一个环形连接元件，所述多个杆件连接到所述至少一个环形连接元件，特别地是，其中所述杆件围绕所述连接元件的周围均匀地分布。
[0024]在另一个实施例中，耦合元件进一步包括填充材料，尤其是至少部分地包含碳的粉末，特别是石墨粉末，或是糊剂。优选地是，可以将粉末或糊剂添加到特别是金属网状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量插入件(3)，用于插入到保护管(2)中，以确定并且/或者监测容器(V)或管道中的介质(M)的温度(T)，所述保护管(2)至少部分地伸入到所述容器(V)或管道的内部容积中，所述测量插入件(3)包括伸长管(3a)，以及温度传感器(5)，所述温度传感器(5)布置在所述测量插入件(3)的端部区域内，其特征在于，所述测量插入件(3)进一步包括耦合元件(9)，所述耦合元件(9)在布置有所述温度传感器(5)的所述端部区域中紧固到所述伸长管(3a)，所述耦合元件(9)被实施并且/或者被定尺寸为以便用于：在将所述测量插入件(3)引入到所述保护管(2)中的状态下，将所述测量插入件(3)固定在所述保护管(2)的内部。2.根据权利要求1所述的测量插入件(3)，其中，所述耦合元件(9)至少部分地由导热材料构成。3.根据权利要求2所述的测量插入件(3)，其中，所述耦合元件(9)包括第一部件(12a)和第二部件(12b)，所述第一部件(12a)至少部分地由刚性材料构成，而所述第二部件(12b)至少部分地由弹性材料构成。4.根据前述权利要求中的任一项所述的测量插入件(3)，其中，所述耦合元件(9)包括至少一个至少部分弹性的并且/或者能够变形的元件(10、13)。5.根据前述权利要求中的任一项所述的测量插入件(3)，其中，所述至少一个至少部分弹性的并且/或者能够变形的元件(10)特别地是金属网状物或金属泡沫。6.根据权利要求4或5所述的测量插入件(3)，其中，所述至少一个至少部分弹性的并且/或者能够变形的元件(13)特...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹鲁卡，
申请(专利权)人：恩德莱斯豪瑟尔韦泽尔有限商业两合公司，
类型：发明
国别省市：