PL225055B1 - Czujnik temperatury - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest czujnik temperatury przeznaczony do bardzo dokładnego pomiaru temperatury w przemysłowych układach pomiarów i regulacji temperatury, w szczególności gdy czujnik pomiarowy przechodzi przez różne strefy temperaturowe, charakteryzujący się tym, że w końcówce pomiarowej (2) umieszczony jest rezystor (1), który jest cienkowarstwowy, przy czym dodatkowo rezystor (1) umieszczony jest w specjalnym ciepłowodzie, który umożliwia ścisłe przyleganie końcówki pomiarowej (2) do wewnętrznej ścianki osłony (6).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest czujnik temperatury przeznaczony do bardzo dokładnego pomiaru temperatury w przemysłowych układach pomiarów i regulacji temperatury, w szczególności gdy czujnik pomiarowy przechodzi przez różne strefy temperaturowe. Zakres pomiarowy czujnika temperatury wynosi od -50°C do +50°C i jest ograniczony ze względu na konstrukcje i materiały użyte na osłonę oraz uszczelnienie czujnika.

Z opisu polskiego wynalazku Pat.212926 znany jest czujnik temperatury, który ma postać wydłużonej sondy i stanowi cylindryczny korpus, wewnątrz którego znajduje się końcówka przewodu kablowego. Przewody wyprowadzone są z przewodu kablowego i połączone są z wyjściami przetwornika temperatury. Przetwornik temperatury usytuowany jest w końcowym roboczym odcinku cylindrycznego korpusu. Ten końcowy roboczy odcinek korpusu czujnika ma wysoki współczynnik przewodnictwa cieplnego. Pozostała część korpusu czujnika ma niski współczynnik przewodnictwa cieplnego. Końcowy roboczy odcinek korpusu czujnika posiada wyprofilowane na powierzchni obwodowe pierścienie oraz obwodowe rowki.

Ze zgłoszenia P.342552 znany jest rezystancyjny czujnik temperatury, w którym wyselekcjonowane rezystory są usytuowane w gniazdach podstawy korpusu, wykonanej z płyty laminowanej miedzią i są przylutowane do pól lutowniczych obwodu drukowanego. Do pól lutowniczych są przylutowane przewody przyłączeniowe i na tak przygotowaną podstawę korpusu jest nałożona pokrywa, która ma wybrania usytuowane nad lutowinami pól lutowniczych, a całość jest obciągnięta termokurczliwą rurką izolacyjną.

Z opisu polskiego wzoru użytkowego Ru.61466 znany jest rezystancyjny czujnik temperatury zawierający metalową jednostronnie zamkniętą denkiem cylindryczną osłonę z wkładem pomiarowym zawierającym rezystor termometryczny, którego końcówki połączone są z przewodami doprowadzeniowymi, charakteryzujący się tym, że rezystor umieszczony jest w ceramicznej rurce, a każda z jego końcówek wraz z odcinkiem izolowanego doprowadzeniowego przewodu umieszczona jest w oddzielnym kanale ceramicznej osłony, metalowa osłona zamknięta jest nierozłącznie i szczelnie denkiem stanowiącym stożek ścięty z większą podstawą od końca osłony, której drugi koniec zaciśnięty jest na jednym końcu otaczającego doprowadzeniowe przewody giętkiego metalowego oplotu.

Celem opracowania jest wykonanie czujnika temperatury zapewniającego odpowiednią dynamikę, wykazującego dużą dokładność pomiaru temperatury oraz odizolowanie od warunków zewnętrznych celem zniwelowania przewodzenia ciepła wzdłuż osłony czujnika.

Cel ten osiągnięto poprzez ulokowanie elementu przetwarzającego ciepło w specjalnie ukształtowanej końcówce pomiarowej, dobrze przewodzącej ciepło. Izolację osłony uzyskano poprzez materiał użyty na osłonie izolacyjnej, w którą wkręcona jest końcówka pomiarowa. W końcówce pomiarowej umieszczony jest element mierzący temperaturę za pomocą rezystora cienkowarstwowego. Gwara ntuje to dobre właściwości dynamiczne czujnika temperatury, powtarzalność wyników oraz ich stabilność. Czujnik temperatury jest łatwy w wykonaniu, a dzięki zastosowaniu rezystorów napylanych, tańszy niż w przypadku rezystorów ceramicznych. Osłona izolacyjna czujnika temperatury wykonana jest z materiału PTFE. Tworzywo zastosowane na osłonę izolacyjną można stosować do kontaktu z żywnością (fizjologicznie nieszkodliwe), ponieważ posiada dobrą odporność chemiczną oraz dobre właściwości elektroizolacyjne.

Istota wynalazku polega na tym, że czujnik temperatury charakteryzuje się tym, że obudowa posiada ponadto łącznik i osłonę izolacyjną złączoną jednym końcem z łącznikiem, przy czym do dr ugiego końca osłony izolacyjnej jest wkręcona końcówka pomiarowa, w której jest umieszczony rezystor, który jest napylanym cienkowarstwowym rezystorem osadzonym w ciepłowodzie. Korzystnie do górnej części łącznika, zaślepionej od góry zaślepką, wspawana jest laserowo rurka zaciskowa, w której jest zaciśnięty przewód kablowy podłączony do rezystora. Korzystnie osłona izolacyjna wykonana jest z materiału PTFE. Korzystnie przewód kablowy posiada co najmniej dwa przewody umieszczone wewnątrz osłony zewnętrznej przewodu kablowego. Korzystnie przewód kablowy posiada co najmniej trzy przewody umieszczone wewnątrz osłony zewnętrznej przewodu kablowego. Korzystnie przewód kablowy posiada co najmniej cztery przewody umieszczone wewnątrz osłony zewnętrznej przewodu kablowego. Korzystnie zaślepka jest wykonana ze stali chromoniklowej. Korzystnie przewód kablowy jest w osłonie teflonowej. Korzystnie przewód kablowy jest w osłonie silikonowej.

PL 225 055 B1

Zaletą wynalazku jest szybka reakcja całego układu na zmianę temperatury mierzonego m edium, osiągnięta dzięki umieszczeniu rezystora w specjalnym ciepłowodzie, który umożliwia ścisłe przyleganie końcówki pomiarowej do wewnętrznej ścianki osłony izolacyjnej.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia czujnik temperatury, fig. 2 obrazuje końcówkę pomiarową, fig. 3 ilustruje osłonę izolacyjną czujnika temperatury, a fig. 4 przedstawia łącznik czujnika temperatury.

Łącznik 4 czujnika temperatury jest wkręcony do osłony izolacyjnej 6 i osadzony na kleju. Górna część łącznika 4, w którą wspawana jest laserowo rurka zaciskowa 9 pod kabel, zaślepiona jest od góry zaślepką 5 wykonaną ze stali chromoniklowej. Zaślepka 5 pozwala na uszczelnienie na kleju 3 wyprowadzeń przewodów. Na końcu rurki zaciskowej tulejki 9 wychodzącej z łącznika 4 zaciśnięty jest przewód kablowy 10. Przewód kablowy 10 posiada co najmniej dwa, trzy lub cztery przewody umieszczone wewnątrz osłony zewnętrznej przewodu kablowego 10. Zastosowany przewód kablowy 10 m oże być w osłonie teflonowej lub silikonowej. Przewód kablowy 10 zakończony jest koszulką term okurczliwą 8, a wolne końce przewodu kablowego 10 są zakończone końcówkami zaciskowymi 7. Na drugim końcu osłony izolacyjnej 6 jest wkręcona i osadzona na kleju końcówka pomiarowa 2. W końcówce pomiarowej 2 umieszczony jest napylany cienkowarstwowy rezystor 1, który może być term oelektryczny lub inny. Dodatkowo rezystor 1 umieszczony jest w specjalnym ciepłowodzie, który umożliwia jego ścisłe przyleganie do wewnętrznej ścianki osłony izolacyjnej 6, przez co reakcja całego układu na zmianę temperatury mierzonego medium jest bardzo szybka. Do wyprowadzeń rezystora 1, przyłączone są przewody wewnętrzne, które izolowane są od osłony izolacyjnej 6, od siebie i wyprowadzone poprzez łącznik 4 na zewnątrz czujnika temperatury. Zastosowany rezystor 1 spełnia klasę AA, A, B, według PN EN 60751:2009. Elementy pomiarowe (w tym czujniki) mogą na drodze metrologicznej zostać wyselekcjonowane i umieszczone w jednej grupie selekcyjnej, co ma wpływ na bardzo dokładne sterowanie dwóch lub kilku procesów odbywających się w różnych miejscach (np. komorach do rozwoju bakterii).

Claims (9)

1. Czujnik temperatury zawierający obudowę z końcówką pomiarową, w której jest umieszczony element mierzący temperaturę za pomocą rezystora, do którego jest podłączony przewód kablowy, znamienny tym, że obudowa posiada ponadto łącznik (4) i osłonę izolacyjną (6) złączoną jednym końcem z łącznikiem (4), przy czym do drugiego końca osłony izolacyjnej (6) jest wkręcona końcówka pomiarowa (2), w której jest umieszczony rezystor, który jest napylanym cienkowarstwowym rezystorem (1) osadzonym w ciepłowodzie.

2. Czujnik temperatury według zastrz. 1, znamienny tym, że do górnej części łącznika (4), zaślepionej od góry zaślepką (5), wspawana jest laserowo rurka zaciskowa (9), w której jest zaciśnięty przewód kablowy (10) podłączony do rezystora (1).

3. Czujnik temperatury według zastrz. 1, albo 2, znamienny tym, że osłona izolacyjna (6) wykonana jest z materiału PTFE.

4. Czujnik temperatury według zastrz. 1, znamienny tym, że przewód kablowy (10) posiada co najmniej dwa przewody umieszczone wewnątrz osłony zewnętrznej przewodu kablowego (10).

5. Czujnik temperatury według zastrz. 1, znamienny tym, że przewód kablowy (10) posiada co najmniej trzy przewody umieszczone wewnątrz osłony zewnętrznej przewodu kablowego (10).

6. Czujnik temperatury według zastrz. 1, znamienny tym, że przewód kablowy (10) posiada co najmniej cztery przewody umieszczone wewnątrz osłony zewnętrznej przewodu kablowego (10).

7. Czujnik temperatury według zastrz. 1, znamienny tym, że zaślepka (5) jest wykonana ze stali chromoniklowej.

8. Czujnik temperatury według zastrz. 1, znamienny tym, że przewód kablowy (10) jest w osłonie teflonowej.

9. Czujnik temperatury według zastrz. 1, znamienny tym, że przewód kablowy (10) jest w osłonie silikonowej.