CS270020B1

CS270020B1 - Sensor for measuring the temperature of the medium in the vessel throughput

Info

Publication number: CS270020B1
Application number: CS88700A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Nemecek
Original assignee: Jan Ing Nemecek
Priority date: 1988-02-04
Filing date: 1988-02-04
Publication date: 1990-06-13
Also published as: CS70088A1

Abstract

řešeni 9β týká snímačů pro měřeni teploty média v proetoru nádoby, kde čidlo snímače Je opatřeno měrným elementem, umístěným ve snímací hlavě, zasahující do prostoru nádoby, a dále spojovacím vedením, napojeným na vyhodnocovací aparaturu, umietěnou vně nádoby. Za účelem zvýšeni přesnosti měřeni; dosaženi vyšší citlivosti, aniženi chyby způsobené odvodem tepla z mleta měřeni hmotou nosné části snímače a zkráceni časové konstanty Ja snímač vytvořen z vice vzájemně spojených a souose uložených dílů válcového tvaru, dotýkajících ea vzájemně jen částmi svých povrchů. Snímací hlava (18) unášející měrný element (21) je vytvořen z s materiálu o vyšší tepelná vodivosti než materiál dříku (12); na němž je animaci hlava (18) uložena. Snímače lze využit zejména pro 9nimánl teploty směsi v gua márenských hnětičlch nebo u Jiných podobných zařizeni, kde je snímač vystaven extrémnímu mechanickému namáháni.Solution 9β concerns sensors for measuring the temperature of the medium in the vessel, where the sensor is provided with a measuring element located in the sensing head, extending into the vessel space, and further with a connecting line connected to the evaluation apparatus located outside the vessel. In order to increase the accuracy of the measurement; achieve higher sensitivity, reduce errors caused by heat dissipation from the measuring medium by the mass of the sensor support part and shorten the time constant, the sensor is made of several interconnected and coaxially placed cylindrical parts, touching each other only with parts of their surfaces. The sensing head (18) carrying the measuring element (21) is made of a material with higher thermal conductivity than the material of the shaft (12); on which the head (18) is mounted. The sensors can be used especially for measuring the temperature of the mixture in gua mare kneaders or other similar devices where the sensor is exposed to extreme mechanical stress.

Description

Vynález ee týká snímače pro měřeni teploty média v prostoru nádoby, a to zejména tam, kde snímač je vysoce mechanicky namáhán, jako je tomu například v hnětičlch gumárenských směsí.The invention relates to a sensor for measuring the temperature of a medium in a vessel space, in particular where the sensor is subjected to high mechanical stress, such as in the kneading of rubber compounds.

Snímače uvedeného typu jeou obvykle řečeny tak, že jsou zamontovány v průchozím otvoru ve stěně nádoby a vytvořeny jako válcové těleso o podélným průchodem pro spojovací vedeni teplotního čidla. Měrný element teplotního čidla jo umístěn ve snímací hlavě, která bývá vytvořena ze stejného materiálu jako těleso s uložena na jeho konci, zasahujícím do prostoru nádoby. Aby snímač odolával vysokému mechanickému namáháni; musí být dostatečně robustní a spolehlivě zakotven v průchozím otvoru. Nevýhodou známých snímačů je jejich dlouhá časová konstanta; malá citlivost a zejména značná chyba měřeni, způsobená odvodem tepla ze snímací hlavy do tělesa snímače a dále do stěny nádoby. Tento nepříznivý účinek se projevuje zvláětě tam;’ kde stěny nádoby jsou chlazeny z provozních nebo technologických důvodů. ·Sensors of this type are usually said to be mounted in a through hole in the wall of the vessel and formed as a cylindrical body with a longitudinal passage for the connecting line of the temperature sensor. The measuring element of the temperature sensor is located in the sensing head, which is usually made of the same material as the body with its end, which extends into the space of the container. To make the sensor withstand high mechanical stress; it must be sufficiently robust and securely anchored in the through hole. The disadvantage of known sensors is their long time constant; low sensitivity and in particular a significant measurement error caused by heat dissipation from the sensor head to the sensor body and further to the vessel wall. This adverse effect is particularly pronounced where the vessel walls are cooled for operational or technological reasons. ·

Odstraněni těchto nevýhod řeči vynález; jehož podstata spočivá v tom,' Že v dutině tělesa válcového tvaru; která je jedním koncem spojena se spojovacím otvorem a druhým kon- ' cem s procesním prostorem, je v souosé poloze o touto dutinou upraven dřík válcového tvaru, opatřený podélným průchodem pro spojovací vedeni a akládajioi ee z petni části, ρον- I ně spojené e tělesem a z válcové části; která má meněi průměr naž dutina, přičemž na volném konci válcové části jo upevněna snímací hlava. Snímací hlava ja a výhodou vytvořena z materiálu; majícího vyšší tepelnou vodivost než materiál dříku, V dalším výhodném provedení je válcová část dříku v místě koncové části tělesa opatřena nékružkem o menším průměru, než je průměr dutiny.To overcome these disadvantages of the speech invention; the essence of which lies in the fact that in the cavity of the cylindrical body; which is connected at one end to the connecting hole and at the other end to the process space, a cylindrical shaft is provided in a coaxial position with this cavity, provided with a longitudinal passage for connecting lines and acting from the main part, connected to the body. and from the cylindrical part; which has a smaller diameter than the cavity, the sensing head being mounted on the free end of the cylindrical part. The sensor head is preferably made of a material; In a further preferred embodiment, the cylindrical part of the shaft is provided at the end portion of the body with a ring with a smaller diameter than the diameter of the cavity.

Uspořádáním snímače z více vzájemně spojených dílů ee značně prodlouží dráha tepelného toku mezi mietom měřeni e tělesem snímače, roepoktivo tělesem nádoby. Tím, že snímači hlava je vytvořena z materiálu, jehož tepelná vodivost můžs být ež desateronásobně, popřípadě i vícenásobně vyšší nsž tepelná vodivost dříku; je dosaženo, že přestup tepla z média do měřicího elementu teplotního čidla ae zvýší a současně je výrazně omezen odvod tepla ze snímací hlwy. Snímač podlá vynálezu se tok vyznačuje ve erovnéni se známými řešeními zvýšenou přesností měřeni, dosažením vyšší citlivosti; snížením chyby způsobené odvodem tepla z místa měřeni a zkrácením časové konstanty.By arranging the sensor from several interconnected parts, ee considerably prolongs the heat flow path between the measuring device and the sensor body, in particular the body of the vessel. By the sensor head being made of a material whose thermal conductivity can be up to ten times or even several times higher than the thermal conductivity of the shaft; it is achieved that the heat transfer from the medium to the measuring element of the temperature sensor ae increases and at the same time the heat dissipation from the sensing head is significantly reduced. The sensor according to the invention is characterized by an increased measurement accuracy, achieving higher sensitivity, in a level playing field with known solutions; by reducing the error caused by heat dissipation from the measuring point and shortening the time constant.

Na připojeném výkresu je znázorněn v podélném řezu přiklad snímače podle vynálezu.The attached drawing shows a longitudinal section of an example of a sensor according to the invention.

Nosnou část snímače tvoři těleso 4 válcového tvaru, opatřené zeeilenou spojovací části 5, na jejímž vnějším obvodu je upraven první závit S, kterým je těleeo 4 upevněno v průchozím otvoru 3 stěny nádoby 2· Koncová část 7 tělesa 4, obrácená směrem k prostoru nádoby jL, kuželový tvar a opírá ee o kuželové eodlo 8, upravené při ůotí průchozího otvoru 3, Ve stěně nádoby ji jsou vytvořeny chladicí kanály 2 pro chladicí médium. Středem tělesa 4 prochází vstupní otvor 9,’ který navazuje spojovacím otvorem 10 na dutinu 11. mající válcový tvar a vyúsťující do prostoru nádoby JL* V dutinš 11 v souosé poloze s ni je umístěn dřík 12» jehož patní část 13 je spojena druhým závitem 14 s tělesem 4, Na patní část 13 navazuje válcová Část 1S dříku 12. která má menší průměr než dutina 11 a na jejím volném konci je upevněna snímací hlava 18. Snímací hlava 18 je vytvořena z materiálu o vysoké tepelné vodivosti,’ například z bronzu nebo mosezi, zatímco dřík 12 je vytvořen z materiálu; který mé nízkou tepelnou vodivost; napřikled z nerezu, V bllzkos- ^L ti snímací hl vy 18 je na válcové části 1S dříku 12 upraven nákružek '16, mající nepatrně meněi průměr než dutina 11. Patní s válcovou části 13, 15 dříku 12 probíhá podélný . průchod 17. navazující jedním koncem na spojovací otvor 10 a druhým koncem na koncový otvor 22· procházející středem snímací hlavy 18. ^v ústi koncového otvoru 19 je pájkou 20 upevněn měrný element 21 teplotního čidla; například měřici spoj termoelektrického článku; jehož spojovací vedeni 22 je zavedeno přee koncový otvor 19, podélný průchod 17. spojovací otvor 10 a vstupní otvor 9 na evorkovnici nebo konektor a odtud dále do příslušné vyhodnocovací aparatury.The supporting part of the sensor consists of a cylindrical body 4 provided with a connecting part 5, on the outer circumference of which a first thread S is provided, by which the body 4 is fixed in the through hole 3 of the container wall. . The inlet opening 9 passes through the center of the body 4, which connects through the connecting opening 10 to a cavity 11 having a cylindrical shape and opening into the space of the container JL. The body part 13 is followed by a cylindrical part 1S of the shaft 12, which has a smaller diameter than the cavity 11 and at its free end a sensing head 18 is fixed. The sensing head 18 is made of a material with high thermal conductivity brass, while the shaft 12 is made of a material; which has low thermal conductivity; napřikled stainless steel, V ^L bllzkos- those you pick hl 18 on the cylindrical part of the shank 12 adapted 1S '16 collar having a diameter slightly less than the 11th heel cavity with a cylindrical portion 13, 15 extends longitudinally of the shank 12. a passage 17 adjoining at one end to the connecting hole 10 and at the other end to the end hole 22 · passing through the center of the sensor head 18. ^{at the} mouth of the end hole 19, a measuring element 21 of the temperature sensor is fixed by solder 20; for example, a measuring connection of a thermoelectric cell; whose connecting line 22 is introduced through the end opening 19, the longitudinal passage 17, the connecting opening 10 and the inlet opening 9 on the terminal block or connector and from there on to the respective evaluation apparatus.

Během měřeni přechází teplo ze zpracovávaného média, obsaženého v nádobě J do sni2 CS 270 020 Bl mači hlavy 22» kde působí na měrný element 21, V důsledku velkých rozdílů tepelné vodivosti použitých materiál, je přestup tepla za snímací hlavy 18 do dříku 12 nízký. K tomu přispívá i záměrné prodlouženi dráhy tepelného toku mezi snímací hlavou 18 a stěnou nádoby 2» která prochází po délce válcové části 15 k patní části 13 dříku 12 a odtud po délce tělesa 4 k Jeho spojovací části 5 nebo koncové části 7. Mezi nákružkem 16 a povrchem dutiny 11 nevzniká za normálního provozu žádný tepelný ani mechanický kontakt. Pouze výjimečně a krátkodobě může takový kontakt vzniknout při vychýlení válcové části 22 dříku 12 v důsledku silného mechanického rázu; vyvolaného zpracovávaným médiem, který nákružek 16 zachytl a zabrání tak poškození teplotního čidla v důsledku deformace válcové části 15 dříku 12. ·During the measurement, heat is transferred from the medium to be treated in the vessel J to the measuring head 22, where it acts on the measuring element 21. Due to large differences in the thermal conductivity of the materials used, the heat transfer behind the sensor head 18 to the shaft 12 is low. The intentional extension of the heat flow path between the sensor head 18 and the wall of the container 2, which extends along the length of the cylindrical part 15 to the base part 13 of the stem 12 and thence along the length of the body 4 to its connecting part 5 or end part 7. and no thermal or mechanical contact occurs during the operation of the cavity 11 during normal operation. Only exceptionally and for a short time can such contact occur when the cylindrical part 22 of the shaft 12 is deflected due to a strong mechanical shock; caused by the medium to be processed, which has caught the collar 16 and thus prevents damage to the temperature sensor due to the deformation of the cylindrical part 15 of the shaft 12. ·

Snímače podle vynálezu lze využít nejen u hnětičů gumárenských směsi, ale také u jiných zařízení,' kde jsou snímače vysoce mechanicky namáhány a kde se vyžaduje přesné měření s krátkou časovou konstantou.The sensors according to the invention can be used not only in rubber compound kneaders, but also in other devices where the sensors are highly mechanically stressed and where accurate measurements with a short time constant are required.

Claims

PRIORITY OF THE INVENTION

A sensor for measuring the temperature of a medium in a vessel space, provided with a body which is housed in a through hole in the vessel wall and through which a connecting line of a temperature sensor passes, the measuring element of which is located in a sensor head connected to the body and extending into the vessel space; characterized by; that in the cavity (11) of the cylindrical body (4), which is connected at one end to the connecting hole (10) and at the other end to the process space; a cylindrical shaft (12) is provided in coaxial position with this cavity (11), provided with a longitudinal passage (17) for the connecting guide (22) and consisting of a base part (13) firmly connected to the body (4) and a cylindrical part (15), which has a smaller diameter than the cavity (11), a sensing head (18) being mounted on the free end of the cylindrical part (15).

2. The sensor according to item 1; characterized in that the sensing head (18) is made of a material having a higher thermal conductivity than the material of the shaft (12).

3. A sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the cylindrical part (15) of the shaft (12) is provided with a collar (16) with a smaller diameter than the diameter of the cavity (11) at the end part (7) of the body (4). ).