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Title:
NON-INVASIVE THERMOMETER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/047884
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (1) for determining and/or monitoring the temperature of a medium (M) in a container (2), comprising a temperature sensor (5) for sensing the temperature, and a connection element (7) that can be connected (10) to the container (2) in an integrally bonded manner. The invention further relates to a system having a device (1) and a container (2).

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Inventors:
KOCH DANIEL (DE)
SCHALLES MARC (DE)
BRÜNDL HARALD (DE)
WIEDEMANN STEPHAN (DE)
WIEDEMANN PETER (DE)
ISELT TORSTEN (DE)
PEUKER CHRISTIAN (DE)
VRDOLJAK PAVO (DE)
WOLF GEORG (DE)
KALLWEIT CHRISTIAN (DE)
MORNHINWEG MARKUS (DE)
UMKEHRER ALFRED (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/073392
Publication Date:
March 18, 2021
Filing Date:
August 20, 2020
Export Citation:
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Assignee:
ENDRESS HAUSER WETZER GMBH CO KG (DE)
International Classes:
G01K1/14; B23K9/20; G01K13/02
Foreign References:
EP0327252A21989-08-09
JP2011027466A2011-02-10
DE102017100267A12018-07-12
DE102014118206A12016-06-09
DE102015113237A12017-02-16
US5382093A1995-01-17
EP18198608A2018-10-04
US20160047697A12016-02-18
DE102005040699B32007-01-11
EP3230704B12019-04-03
EP2038625B12011-08-10
DE102017100267A12018-07-12
Attorney, Agent or Firm:
ANDRES, Angelika (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Vorrichtung (1) zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Temperatur eines Mediums (M) in einem Behältnis (2), umfassend: einen Temperatursensor (5) zur Erfassung der Temperatur, und ein Verbindungselement (7), welches mit dem Behältnis (2) stoffschlüssig verbindbar (10) ist.

2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 , wobei die stoffschlüssige Verbindung (10) mittels eines Schweißverfahrens herstellbar ist.

3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Endbereich (E) des Verbindungselements (7) zumindest teilweise einen gegenüber einem mittleren Bereich des Verbindungselements (7) reduzierten

Außendurchmesser aufweist.

4. Vorrichtung (1 ) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Temperatursensor (5) zumindest ein Widerstandselement oder ein Thermoelement umfasst.

5. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Temperatursensor (5) in das Verbindungselement (7) eingebracht ist.

6. Vorrichtung (1) nach Anspruch 5 wobei das Verbindungselement (7) zumindest abschnittsweise als Schutzrohr für den Temperatursensor (5) dient.

7. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1-4, wobei der Temperatursensor (5) an das Verbindungselement (7) anbringbar ist.

8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, wobei der Temperatursensor (5) in ein Halteelement (12) eingebracht ist, welches, insbesondere lösbar, mit dem Verbindungselement (7) verbindbar ist.

9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, umfassend Befestigungsmittel (13) zur Herstellung einer lösbaren Verbindung zwischen dem Temperatursensor (5) und dem Verbindungselement (7).

10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, wobei die Befestigungsmittel (13) zumindest zwei zueinander komplementäre Gewinde (14) oder ein Klemmelement (15) umfassen.

11 . Vorrichtung (1 ) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei es sich bei dem Verbindungselement (7) um einen Schweißbolzen, einen

Voll- oder Hohlzylinder, oder einen Steckverbinder handelt.

12. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, umfassend eine Einheit (16), welche ein Material mit anisotroper Wärmeleitfähigkeit umfasst, und welche zumindest teilweise in einem

Innenvolumen (V) des Verbindungselements (7) angeordnet ist.

13. System zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Temperatur eines Mediums (M) in einem Behältnis (2) umfassend: ein Behältnis (2), in welchem sich das Medium (M) befindet, einen Temperatursensor (5) zur Erfassung der Temperatur, und ein Verbindungselement (7), welches mit dem Behältnis (2) stoffschlüssig verbunden ist.

Description:
Nicht invasives Thermometer

Die Erfindung betrifft ein Thermometer zur Bestimmung und/oder Überwachung der Temperatur eines Mediums in der Automatisierungstechnik, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Thermometer sind in unterschiedlichsten Ausgestaltungen aus dem Stand der Technik bekannt geworden. So gibt es Thermometer, welche zur Messung der Temperatur die Ausdehnung einer Flüssigkeit, eines Gases oder eines Festkörpers mit bekanntem Ausdehnungskoeffizienten heranziehen, oder auch solche, welche die elektrische Leitfähigkeit eines Materials oder eine davon abgeleitete Größe mit der Temperatur in Zusammenhang bringen, wie beispielsweise den elektrischen Widerstand bei Verwendung von Wderstandselementen oder den thermoelektrischen Effekt im Falle von Thermoelementen. Dagegen wird bei Strahlungsthermometern, insb. Pyrometern, zur Bestimmung der Temperatur einer Substanz deren Wärmestrahlung ausgenutzt. Die jeweils zugrundeliegenden Messprinzipien sind jeweils in einer Vielzahl von Veröffentlichungen beschrieben worden.

Bei einem Temperatursensor in Form eines Wderstandselements sind unter anderem sogenannte Dünnschicht- und Dickschicht-Sensoren sowie sogenannte Heißleiter (auch als NTC-Thermistoren bezeichnet) bekannt geworden. Bei einem Dünnschicht-Sensor, insbesondere einem Resistance Temperature Detector (RTD), kommt beispielsweise ein mit Anschlussdrähten versehenes und auf ein Trägersubstrat aufgebrachtes Sensorelement zum Einsatz, wobei die Rückseite des Trägersubstrats in der Regel metallisch beschichtet ist. Als Sensorelemente werden sogenannte Wderstandselemente, welche beispielsweise durch Platinelemente gegeben sind, verwendet, die unter anderem unter den Bezeichnungen PT10, PT100, und PT1000 auch kommerziell erhältlich sind.

Bei Temperatursensoren in Form von Thermoelementen wiederum wird die Temperatur durch eine Thermospannung bestimmt, die zwischen den einseitig angeschlossenen Thermodrähten aus unterschiedlichen Materialien entsteht. Zur Temperaturmessung werden üblicherweise Thermoelemente nach DIN-Norm IEC584, z.B. Thermoelemente vom Typ K, J, N, S, R, B, T oder E, als Temperaturfühler eingesetzt. Aber auch andere Materialpaare, insbesondere solche mit einem messbaren Seebeck-Effekt, sind möglich.

Die Genauigkeit der Temperaturmessung hängt empfindlich von den jeweiligen thermischen Kontakten und der jeweils vorherrschenden Wärmeleitung ab. Die Wärmeströme zwischen dem Medium, dem Behältnis, in welchem sich das Mediums befindet, dem Thermometer und der Prozessumgebung spielen hier eine entscheidende Rolle. Für eine zuverlässige Temperaturbestimmung ist es wichtig, dass der jeweilige Temperatursensor und das Medium sich zumindest für eine bestimmte Zeit, welche zur Erfassung der Temperatur erforderlich ist, im Wesentlichen im thermischen Gleichgewicht befinden. Die Zeit für eine Reaktion eines Thermometers auf eine Temperaturänderung wird auch als Ansprechzeit des Thermometers bezeichnet.

Eine hohe Messgenauigkeit lässt sich insbesondere dann erzielen, wenn der Temperatursensor in das jeweilige Medium eintaucht. So sind zahlreiche Thermometer bekannt geworden, bei denen der Temperatursensor mehr oder weniger direkt mit dem jeweiligen Medium in Kontakt gebracht wird. Auf diese Weise lässt sich eine vergleichsweise gute Kopplung zwischen dem Medium und dem Temperatursensor erzielen.

Für verschiedene Prozesse und für viele Behältnisses, insbesondere kleine Behälter oder Rohrleitungen, ist jedoch eine nicht invasive Bestimmung der Temperatur vorteilhafter. So sind ebenfalls Thermometer bekannt geworden, die von außen/innen an dem jeweiligen Behältnis, in dem sich das Medium befindet, befestigt werden können. Solche Geräte, auch Oberflächenthermometer oder Anlegefühler genannt, sind beispielsweise aus Dokumenten wie der DE102014118206A1 oder DE102015113237A1 bekannt geworden. Bei derartigen Messgeräten sind die Temperatursensoren nicht in direktem Kontakt mit dem jeweiligen Prozess. Dies erfordert, dass zur Sicherstellung einer guten thermischen Kopplung verschiedene zusätzliche Aspekte berücksichtigt werden müssen. So ist beispielsweise der mechanische und damit auch der thermische Kontakt zwischen Behälter und Thermometer entscheidend für die erreichbare Messgenauigkeit. Bei unzureichendem Kontakt ist eine genaue Temperaturbestimmung nicht möglich.

Als Oberflächen- oder Hautpunktthermometer werden häufig Messeinsätze mit Temperatursensoren in Form von Thermoelementen verwendet, die direkt an die Außenfläche oder Haut des Rohres oder Behälters angeschweißt werden. In solchen Fällen kann der Austausch der Thermoelemente jedoch zu einem zeitaufwändigen und kostspieligen Prozess werden, insbesondere weil ein Austausch eine vorübergehende Abschaltung des Prozesses und/oder der Anwendung erfordern kann. Um diese Nachteile zu überwinden, sind beispielsweise aus der US5382093 oder der bisher unveröffentlichten europäischen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 18198608.4 jeweils Ausgestaltungen entsprechender Thermometer bekannt geworden, die einen einfachen Austausch der Temperatursensoren ermöglichen.

Darüber hinaus sind zahlreiche, unterschiedliche Ausgestaltungen von Thermometern zur nicht invasiven Temperaturmessung bekannt geworden, wie beispielsweise in den Dokumenten US2016/0047697A1 , DE102005040699B3, EP3230704B1 oder EP2038625B1 beschrieben.

Eine zentrale Problematik bei der nicht invasiven Temperaturbestimmung stellt die Wärmeableitung vom Prozess an die Umgebung dar. Diese sorgt für einen deutlich höheren Messfehler als im Falle einer direkten Einbringung des jeweiligen Temperatursensors in den Prozess.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe, ein Thermometer zur nicht invasiven Temperaturmessung bereitzustellen, welches sich durch eine hohe Messgenauigkeit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie durch das System nach Anspruch 12. Hinsichtlich der Vorrichtung wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Temperatur eines Mediums in einem Behältnis, umfassend einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur und ein Verbindungselement, welches mit dem Behältnis stoffschlüssig verbindbar ist.

Bei dem Behältnis handelt es sich beispielsweise um einen Behälter, Container oder um eine Rohrleitung. Die Vorrichtung wird von einem äußeren Bereich des Behältnisses mit dem Behältnis in thermischen Kontakt gebracht. Die Temperatur des Mediums wird demnach über eine Wandung des Behältnisses und über das Verbindungselement indirekt bestimmt.

Die Vorrichtung kann optional weiterhin über eine Elektronik verfügen. Alternativ kann die Elektronik auch eine separate, mit der Vorrichtung verbindbare, Komponente sein. Dem Temperatursensor ist vorteilhaft zumindest ein Anschlussdraht zur elektrischen

Kontaktierung zugeordnet, welcher beispielsweise ebenfalls zumindest abschnittsweise durch die Hülse geführt sein kann.

Durch die stoffschlüssige Verbindung des Verbindungselements mit der Rohrleitung kann vorteilhaft ein reproduzierbarer thermischer Kontakt zwischen der Vorrichtung und dem Behältnis gewährleistet werden. Insbesondere können Luftspalte, beispielsweise aufgrund unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheiten und/oder Geometrien des Verbindungselements und des Behältnisses, vermieden werden. Dies verbessert die Ansprechzeit eines erfindungsgemäßen Thermometers und verbessert ebenfalls die Messgenauigkeit. Eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beinhaltet, dass die stoffschlüssige Verbindung mittels eines Schweißverfahrens, insbesondere mittels eines Schweißverfahrens ohne Verwendung von Zusatzwerkstoffen, herstellbar ist. Ein Vorteil bei einer Schweißung ist unter anderem darin zu sehen, dass neben den beiden zu verschweißenden Bauteilen keine weiteren Materialen zur Herstellung der Verbindung, wie es beispielsweise beim Löten der Fall ist, erforderlich sind. So weist eine Schweißnaht keine Trennschichten aus anderen Materialien auf. Die Folge ist ein sehr guter thermischer Kontakt und eine gute Wärmeleitung von dem sich in dem Behältnis befindenden Medium zu dem Temperatursensor.

Bei dem Schweißverfahren handelt es sich um ein Fügeverfahren unter Anwendung von Wärme und/oder Druck. Bevorzugt kommt im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Bolzenschweißverfahren, bei welchem zwischen einer Stirnfläche eines Bolzens und dem jeweiligen Werkstück, hier dem Verbindungselement und dem Behältnis, ein Lichtbogen gezündet wird, zum Einsatz. Aber auch andere Schweißverfahren, insbesondere

Reibschweißverfahren, bei denen mechanische Energie, insbesondere Rotationsenergie, in thermische Energie umgewandelt wird, kommen in Frage und fallen unter die vorliegende Erfindung. Reibschweißverfahren zeichnen sich beispielsweise vorteilhaft durch einen geringen Wärmeeintrag aus.

Eine weitere Ausgestaltung beinhaltet, dass ein Endbereich des Verbindungselement zumindest teilweise einen gegenüber einem mittleren Bereich des Verbindungselement reduzierten Außendurchmesser aufweist. Eine solche Ausgestaltung des Verbindungselement ist insbesondere in Zusammenhang mit einem Bolzenschweißverfahren von Vorteil. Wird ein anderes Schweißverfahren, insbesondere ein Reibschweißverfahren, angewendet, so kann eine andersartige Ausgestaltung des Endbereichs des Verbindungselement zweckdienlicher und vorteilhafter sein.

Noch eine weitere Ausgestaltung beinhaltet, dass es sich bei dem Temperatursensor um ein Widerstandselement oder um ein Thermoelement handelt.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Temperatursensor in das Verbindungseiement eingebracht. Beispielswiese kann der Temperatursensor in das Verbindungselement, insbesondere im Bereich eines Innenvolumens des Verbindungselements, eingeklebt oder eingelötet sein. Das Verbindungselement wird dann mit dem Temperatursensor stoffschlüssig mit dem Behältnis verbunden.

Es ist in dieser Hinsicht von Vorteil, wenn das Verbindungselement zumindest abschnittsweise als Schutzrohr für den Temperatursensor dient. Eine andere besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass der Temperatursensor an das Verbindungselement anbringbar ist. Insbesondere kann der Temperatursensor lösbar an das Verbindungselement anbringbar sein. In dieser Hinsicht ist es von Vorteil, wenn der Temperatursensor in ein Halteelement eingebracht ist, welches, insbesondere lösbar, mit dem Verbindungsstück verbindbar ist. Mittels des Halteelements lässt sich auf besonders einfache Art und Weise eine Verbindung mit dem Verbindungselement realisieren. Es ist ebenfalls von Vorteil, wenn die Vorrichtung Befestigungsmittel zur Herstellung einer lösbaren Verbindung zwischen dem Temperatursensor und dem Verbindungsstück umfasst.

Bevorzugt umfassen die Befestigungsmittel zumindest zwei zueinander komplementäre Gewinde, oder ein Klemmelement. Im Falle zweier zueinander komplementärer Gewinde kann beispielsweise das Verbindungselement über ein Gewinde verfügen, während der Temperatursensor oder ggf. das Halteelement mit einem zweiten Gewinde versehen ist. Bei einem Klemmelement wiederum kann das Klemmelement beispielsweise an dem Temperatursensor oder ggf. dem Halteelement angeordnet sein.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung beinhaltet, dass es sich bei dem Verbindungselement um einen Schweißbolzen, einen Voll- oder Hohlzylinder, oder einen Steckverbinder handelt. Bevorzugt ist das Verbindungselement aus einem metallischen Werkstoff gefertigt und/oder derart ausgestaltet, dass es mit dem Behältnis stoffschlüssig verbindbar ist.

Schließlich umfasst eine Ausgestaltung, dass die Vorrichtung eine Einheit aufweist, welche ein Material mit anisotroper Wärmeleitfähigkeit umfasst, und welche zumindest teilweise in einem Innenvolumen des Verbindungselements angeordnet ist. In diesem Zusammenhang sei auf die deutsche Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen

DE102017100267A1 verwiesen, auf welche im Rahmen der vorliegenden Erfindung vollumfänglich Bezug genommen wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein System zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Temperatur eines Mediums in einem Behältnis umfassend ein Behältnis, in welchem sich das Medium befindet, einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur, und ein Verbindungselement, welches mit dem Behältnis stoffschlüssig verbunden ist. Beispielsweise kann es sich bei dem Behältnis um einen Rohrleitungsabschnitt handeln, welcher in ein bestehendes Rohrleitungssystem einbringbar ist. Es sei darauf verwiesen, dass sich die in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschriebenen Ausgestaltung mutatis mutandis auch auf das erfindungsgemäße System anwendbar sind und umgekehrt. Anhand der nachfolgenden Figuren wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 : ein Thermometer zur nicht invasiven Temperaturmessung nach Stand der Technik; Fig. 2: mögliche Ausgestaltungen für ein erfindungsgemäßes Verbindungselement; Fig. 3: eine erste Ausgestaltung für ein erfindungsgemäßes Thermometer mit einem in das Verbindungselement eingebrachten Temperatursensor;

Fig. 4: eine zweite Ausgestaltung für ein erfindungsgemäßes Thermometer mit einem in ein Halteelement integrierten Temperatursensor;

Fig. 5: verschiedene Ausgestaltungen für ein erfindungsgemäßes Thermometer mit Befestigungsmitteln zur Befestigung des Thermometers mit dem Verbindungsstück;

Fig. 6 verschiedene Ausgestaltungen für eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Thermometers mit einem in ein Halteelement integriertem Temperatursensor, und

Fig. 7: eine Ausgestaltung für ein erfindungsgemäßes Thermometer unter Verwendung einer Einheit aus einem Material mit anisotroper Wärmeleitfähigkeit.

In den Figuren sind gleiche Elemente jeweils mit demselben Bezugszeichen versehen.

In Fig.1 ist eine schematische Abbildung eines Thermometers 1 gemäß Stand der Technik mit einem Messeinsatz 3 und einer Elektronik 4 gezeigt. Das Thermometer 1 dient der Erfassung der Temperatur T eines Mediums M, welches sich in einem Behältnis 2, hier in Form einer Rohrleitung, befindet. Zu diesem Zweck ragt das Thermometer 1 nicht in die Rohrleitung 2 hinein, sondern ist vielmehr zur nicht invasiven Temperaturbestimmung von außen auf eine Wandung Wder Rohrleitung 2 aufgesetzt. Der Messeinsatz 3 umfasst einen Temperatursensor 5, welcher im vorliegenden Fall ein temperatursensitives Element in Form eines Widerstandselements umfasst. Der Temperatursensor 5 ist über die Anschlussleitungen 6a, 6b elektrisch kontaktiert und mit der Elektronik 4 verbunden. Während das gezeigte Thermometer 1 in kompakter Bauweise mit integrierter Elektronik 4 ausgeführt ist, kann bei anderen Thermometern 1 die Elektronik 4 auch separat von dem Messeinsatz 3 angeordnet sein. Auch muss es sich bei dem Temperatursensor 5 nicht notwendigerweise um ein Widerstandselement handeln und die Anzahl der verwendeten Anschlussleitungen 6 muss nicht notwendigerweise zwei betragen. Vielmehr kann die Anzahl der Anschlussleitungen 6 je nach angewendetem Messprinzip und verwendetem Temperatursensor 5 passend gewählt werden.

We bereits dargelegt, hängt die Messgenauigkeit eines solchen nicht-invasiven Thermometers 1 in hohem Maße von den jeweiligen Materialien und, insbesondere thermischen, Kontaktierungen, insbesondere im Bereich des Temperatursensors 5 ab. Der Temperatursensor 5 steht mittelbar, d.h. über den Messeinsatz 3 und über die Wandung W, mit dem Medium M in thermischem Kontakt. Eine große Rolle spielt in diesem Zusammenhang auch eine mögliche Wärmeleitung vom Medium M an die Umgebung Um diesen Problematiken geeignet zu begegnen, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Verbindungselement 7 verwendet, welches stoffschlüssig mit dem jeweiligen Behältnis 2 bzw. mit einer Wandung W des Behältnisses 2 verbindbar ist. Auf diese Weise kann ein reproduzierbarer thermischer Kontakt zwischen dem Behältnis 2 und dem Thermometer 1 gewährleistet werden.

In Fig. 2 sind verschiedene Ausgestaltungen für ein erfindungsgemäßes Verbindungselement 7 dargestellt. Beispielsweise kann das Verbindungselement 7 als Schweißbolzen, hier in Form eines Vollzylinders, ausgestaltet sein (Fig. 2a, 2e). Aber auch Ausgestaltungen in Form eines Hohlzylinders (Fig. 2b) oder in Form von Steckverbindern (Fig. 2c, 2d) sind denkbar. Es sei darüber hinaus darauf verwiesen, dass die hier gezeigten bevorzugten Ausgestaltungen für das Verbindungselement 7 lediglich beispielhaft zu verstehen sind und dass noch zahlreiche weitere Ausgestaltungen denkbar sind und unter die vorliegende Erfindung fallen. In einem Endbereich E weisen die Verbindungselemente 7 aus Fig. 2 jeweils abschnittsweise einen gegenüber einem mittleren Bereich des jeweiligen Verbindungselements 7 reduzierten Außendurchmesser auf. Dieser Endbereich E dient jeweils zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung mit dem jeweiligen Behältnis 2. Bei den Ausgestaltungen der Endbereiche E gemäß der Figuren Fig. 2a-2d sind die Endbereiche derart ausgestaltet, dass sie jeweils mit einer Spitze 8 mit geringem

Außendurchmesser abschließen. Eine derartige Ausgestaltung eignet sich besonders bevorzugt für die Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung mittels eines Bolzenschweißverfahrens. Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 2e ist der Endbereich E dagegen kegelstumpfförmig ausgestaltet. Eine derartige Variante eignet sich wiederum bevorzugt in Zusammenhang mit einem Reibschweißverfahren. Die Verbindungselemente aus Fig. 2a und Fig. 2e weisen ferner eine Nut 9 auf, die optional ist, und hier jeweils als Gewindefreistich dient.

Die Befestigung des Temperatursensors 5 an oder in dem Verbindungselement 7 erfolgt jeweils in Abhängigkeit der jeweiligen Ausgestaltung des Verbindungselements 7. Im Falle eines als Hohlzylinders ausgestalteten Verbindungselements 7 (Fig. 2b) kann der Temperatursensor 5 beispielsweise auf einfache Weise in ein Innenvolumen des Verbindungselements 7 eingebbracht werden. Andernfalls kann er auf zahlreiche unterschiedliche Arten und Weisen an dem Verbindungselement 7 angebracht, beispielsweise darauf aufgesteckt, werden (Fig. 2c, 2d). Einige bevorzugte, beispielhafte Varianten für entsprechende Thermometer 1 sind in den nachfolgenden Figuren angegeben.

In Fig. 3 umfasst die Vorrichtung 1 ein Verbindungselement 7 wie in Fig. 2b dargestellt und einen Temperatursensor 5, welcher im Innenvolumen Vi des Verbindungselements 7 an dem Verbindungselement 7 befestigt ist. Der Temperatursensor 5 kann beispielsweise in das Verbindungselement 7 eingeklebt oder eingelötet sein. Der Temperatursensor 5 ist über die Anschlussleitungen 6 elektrisch kontaktiert, welche aus dem Verbindungselement 7 herausgeführt werden. Im Endbereich E ist eine stoffschlüssige Verbindung 10 mit einem Behältnis 2 herstellbar, wie in Fig. 3b dargestellt. Die

Vorrichtung 1 kann auch Teil eines Systems 11 sein, welches die den Temperatursensor 1 , das Verbindungselement 7 und ein Behältnis 2, beispielsweise in Form eines Rohrleitungsabschnitts, umfasst. Alternativ kann auch ein den Temperatursensor 5 enthaltener Messeinsatz 3 in das

Innenvolumen V des Verbindungselements 7 eingebracht werden [hier nicht dargestellt]. Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung kann bei einer Einbringung des Temperatursensors 5 in das Innenvolumen V des Verbindungselements 7 das Verbindungselement 7 als Schutzrohr für den Temperatursensor 5 dienen.

Bei der Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Thermometers 1 gemäß Fig. 4 ist das Verbindungselement in Form eines Vollzylinders, wie in Fig. 2a dargestellt, ausgestaltet. Der Temperatursensor 5 und die Anschlussleitungen 6 sind an einem Halteelement 12 angeordnet, welches kappenförmig ausgestaltet und an das Verbindungselement anbringbar ist. Fig. 4a zeigt ein entsprechendes Thermometer 1 und Fig 4b zeigt dasselbe Thermometer in einem stoffschlüssig mit einem Behältnis 2 in Form einer Rohrleitung verbundenen Zustand. Wieder kann auch ein System 11 umfassend einen Temperatursensor 5, ein Verbindungselement 7 und ein Behältnis 2 bereitgestellt werden. Bei den beiden in Fig. 5 dargestellten Varianten für ein erfindungsgemäßes Thermometer 1 sind die Verbindungselemente 7 jeweils stoffschlüssig 10 mit dem Behältnis 2 verbunden. Die Vorrichtungen 1 umfassen jeweils Befestigungsmittel 13 in Form zweier zueinander komplementärer Gewinde 14, jeweils mit einem Außengewinde und einem Innengewinde. Für die Ausgestaltung gemäß Fig. 5a befindet sich im Bereich des Verbindungselements 7 das jeweilige Außengewinde, im Falle der Fig. 5b weist das Verbindungselement 7 ein Innengewinde auf.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung 1 ist der Temperatursensor 1 in ein Halteelement 12 eingebracht, welches über Befestigungsmittel 13 in Form eines Klemmelements 15 verfügt (Fig. 6a). Das Verbindungselement 7 ist in Form eines Steckverbinders, wie in Fig. 2d dargestellt, ausgestaltet (Fig. 6b). Der Temperatursensor 5 kann mittels des Halteelements 12 lösbar an dem Verbindungselement 7 befestigt werden. Die Vorrichtung 1 kann schließlich zusätzlich eine Einheit 16 aufweisen, welche ein

Material mit anisotroper Wärmeleitfähigkeit umfasst, wie in Fig. 7 illustriert. In Fig. 7a ist ein Messeinsatz 3 mit einem hier nicht dargestellten Temperatursensor 5 und Anschlussleitungen 6 gezeigt, welcher in ein Innenvolumen V eines als Hohlzylinder ausgestalteten Verbindungselements 7, wie in Fig. 2a ausgestaltet, einbringbar ist (Fig. 7b). Zusätzlich ist in das Innenvolumen V die Einheit 16 einbringbar, welche hier beispielhaft in Form einer Graphitfolie ausgestaltet ist. Die Einheit 16 dient der Wärmeumverteilung im Innenvolumen Vi des Verbindungselements 7. Durch Verwendung der Einheit 16 kann entsprechend eine homogene Temperaturverteilung im Bereich des Temperatursensor 5, welcher im in das Verbindungselement 7 eingebrachten Zustand von der Einheit 16 umgeben ist, gewährleistet werden (Fig. 7c).

Abschließend sei darauf verwiesen, dass neben den hier gezeigten Ausgestaltungen zahlreiche weitere Varianten denkbar sind und unter die vorliegende Erfindung fallen. Bei dem Behältnis 2 handelt es sich beispielsweise nicht zwingend um eine Rohrleitung. Vielmehr können auch Behälter, Container oder andere Arten von Behältnissen 2 verwendet werden. Der Temperatursensor 5 muss beispielsweise auch nicht notwendigerweise als Widerstandselement ausgestaltet sein. Vielmehr sind auch Temperatursensoren 5 in Form von Thermoelementen oder auch andere Arten von Temperatursensoren 5 denkbar. Bei allen dargestellten Varianten ist ferner auch eine Ausgestaltung als System 11 mit Vorrichtung 1 und Behältnis 2 denkbar. Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung

2 Behältnis 3 Messeinsatz

4 Elektronik

5 Temperatursensor

6 Anschlussdrähte

7 Verbindungselement 8 Spitze

9 Nut

10 Stoffschlüssige Verbindung

11 System

12 Halteelement 13 Befestigungsmittel

14 Gewinde

15 Klemmelement

16 Einheit M Medium

T Temperatur

E Endbereich

V Innenvolumen




 
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