專利名稱：用于過程技術(shù)的工業(yè)設(shè)備的溫度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于過程技術(shù)的工業(yè)設(shè)備的溫度傳感器，包括在 保護(hù)管內(nèi)安裝的測量用電阻，其以其近端連接在傳感器頭上，傳感器
頭包括一用于測量用電阻的電連接的測量嵌件(Messeinsatz)和一在 其下游連接的用于測量信號處理的測量變換器。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域涉及這樣的過程技術(shù)的工業(yè)設(shè)備，在它們中， 溫度構(gòu)成重要的過程參數(shù)，該溫度應(yīng)在測量技術(shù)上檢測并且應(yīng)輸送給 電子控制裝置供用于信號處理。這樣的過程技術(shù)的工業(yè)設(shè)備例如用于 石油化學(xué)、能量和蒸汽生產(chǎn)、食品和嗜好品工業(yè)以及一般的工藝技術(shù)。
用于這樣的工業(yè)設(shè)備的溫度傳感器通常包括一固定法蘭，利用它 將溫度傳感器從一測量用電阻方面伸進(jìn)容器或管道內(nèi)，以便在這里檢 測處于容器或管道內(nèi)的介質(zhì)的溫度。在管道或容器外面是溫度傳感器 的傳感器頭，其包括保護(hù)地在一殼體內(nèi)安裝的各電子構(gòu)件，如用于測 量信號處理的測量變換器和光學(xué)指示裝置等。
由商品介紹"用于過程工業(yè)的新一代溫度傳感器"(ABB Automaten Products GmbH， 2006年4月出版，印刷號PB/TSP 100/300-DE)可知一同類的溫度傳感器。通過包括多個標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的模 塊式結(jié)構(gòu)得到對可覆蓋的使用情況的大變更。該模塊系統(tǒng)基本上包括 一帶有結(jié)合的測量嵌件的傳感器頭，從測量用電阻方面經(jīng)由壓緊彈簧 確保其電接觸。任選可以在傳感器頭中結(jié)合一測量變換器并且與測量 嵌件相連接。為了保護(hù)這些電氣的和電子的構(gòu)件免受外部的環(huán)境影響， 密封的殼體包圍傳感器頭。為了在過程條件面前保護(hù)溫度傳感器和為 了能夠進(jìn)行替換而不中斷運行的過程，設(shè)置一 包括法蘭形的或螺紋形的過程接頭的保護(hù)管，在保護(hù)管的連續(xù)中， 一外面的頸管確保保護(hù)管 與傳感器頭之間的連接。經(jīng)由傳感器頭實現(xiàn)外部的電纜與優(yōu)選在其中 結(jié)合的用于測量信號處理的測量變換器的必需的連接。
由于在溫度傳感器工作時、特別在高的或經(jīng)常變化的溫度時，預(yù) 期有構(gòu)件的老化，工業(yè)的溫度傳感器構(gòu)成有可更換的測量嵌件。但為 了在更換測量嵌件時不必同時也替換測量變換器(也被稱為發(fā)送器)， 在傳感器頭上安裝一大多可翻轉(zhuǎn)的蓋并且用短的連接線與測量嵌件相 連接。來自上級的控制裝置的信號線接頭或總線接頭直接裝在測量變 換器上。因此在連接線的一邊松開以后雖然更換測量嵌件而不拆卸測 量變換器是可能的，但這種方案要求較高構(gòu)造的翻轉(zhuǎn)蓋，這特別在振 動強(qiáng)的使用條件時是不利的。為了取代翻轉(zhuǎn)蓋可設(shè)想一螺旋蓋，不過 這種安裝方式是不適用的，因為在關(guān)閉螺旋蓋時巻繞了連接電線。
另一一般已知的溫度傳感器的結(jié)構(gòu)形式(其供用于過程技術(shù)的工 業(yè)設(shè)備)設(shè)定將測量變換器與彈簧支承的測量嵌件固定地檸緊。由于 固定的連接，測量嵌件的上述的更換不再是可能的。此外如果為了指 示工作狀態(tài)和/或當(dāng)前測量的溫度將一光學(xué)指示裝置也一起結(jié)合于傳 感器頭中，則這在與上述的測量變換器的安裝相結(jié)合在一翻轉(zhuǎn)蓋中是 不可能的，因為測量變換器占用翻轉(zhuǎn)蓋中的唯一的需要的結(jié)構(gòu)空間。 基本上指示裝置和測量變換器雖然可以構(gòu)成一共同組合部件，然后可 將其共同安裝在傳感器頭內(nèi)，不過這對指示裝置的通常設(shè)置的鍵盤的 可操作性是不利的。
一般已知，與可旋緊的蓋相結(jié)合將指示裝置直接安裝在一與測量 嵌件相連接的測量傳遞器上。在這種結(jié)構(gòu)形式中在擰出蓋以后操作是 可能的。但由于彈簧的支承產(chǎn)生不確定的指示位置，這關(guān)于指示的可 讀性在包圍傳感器頭的殼體內(nèi)利用視孔玻璃是不利的。
另一一般已知的結(jié)構(gòu)形式設(shè)定，將一指示裝置經(jīng)由由測量嵌件和 測量傳遞器構(gòu)成的構(gòu)件組合體牢固地固定在一種安裝吊架上。指示裝 置借此雖然固定地緊挨著可旋緊的蓋的視孔玻璃的后面設(shè)置，但為了 變換在這里需要在技術(shù)上相當(dāng)耗費的至測量變換器那邊的柔性的電連接技術(shù)，因為后者固定在彈簧支承的測量嵌件上。此外測量嵌件與直 接在其上安裝的測量變換器的這種布置包括由此下降的指示裝置同樣 造成相當(dāng)高的結(jié)構(gòu)形式，這關(guān)于振動敏感性具有缺點。此外測量嵌件 的更換與以上討論的方案相比是更費力的，因為必須將指示裝置的連 接電線與測量嵌件分開并且打開安裝吊架。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于過程技術(shù)的工業(yè)設(shè)備的溫度傳感 器，其能夠以低的構(gòu)造方式實現(xiàn)測量變換器和測量嵌件在傳感器頭內(nèi) 的節(jié)省空間地結(jié)合的和可靠的布置，同時以簡單的方式可合理地更換 結(jié)合的測量嵌件。
從一種按照權(quán)利要求1的前序部分所述的溫度傳感器出發(fā)結(jié)合其 特征部分的特征達(dá)到該目的。隨后的諸從屬權(quán)利要求說明本發(fā)明的有 利的進(jìn)一步構(gòu)成。
本發(fā)明包括的技術(shù)教導(dǎo)是，傳感器頭通過一圓柱狀的殼體構(gòu)成有 中間底板，測量嵌件安裝在 一相鄰于測量用電阻的和由中間底板隔開 的下面的殼體部分中，而測量變換器對置地安裝在上面的殼體部分中。
按照本發(fā)明的方案的優(yōu)點特別在于，通過中間底板獨立于測量嵌 件為測量變換器提供附加的固定可能性，中間底板同時也將殼體分成 分開的殼體部分，它們能夠?qū)崿F(xiàn)一可獨立于相鄰的電構(gòu)件構(gòu)成的可更 換性。這樣測量嵌件可以獨立地彈簧支承于下面的殼體部分中，而測 量變換器可以與之獨立地可拆式固定在中間底板上。
優(yōu)選測量變換器與殼體的中間底板之間的可拆式連接擬構(gòu)成為夾 緊連接裝置，以便無附加的固定裝置能夠?qū)崿F(xiàn)簡單的更換。建議，將 在下面的殼體部分內(nèi)設(shè)置的測量嵌件也可拆式優(yōu)選經(jīng)由一夾緊連接裝 置固定在殼體上。由于在這一點上不存在與中間底板的固定的接觸， 優(yōu)選壁側(cè)的固定。
按照另 一 改進(jìn)本發(fā)明的措施建議，測量變換器和中間底板設(shè)有中 心的縱向孔，通過它導(dǎo)過測量嵌件的傳感器導(dǎo)線。通過該措施不需要在測量變換器與殼體壁之間導(dǎo)過需要的傳感器導(dǎo)線并且在這方面還可 以實現(xiàn)不同構(gòu)件的精確同心的結(jié)構(gòu)。
按照兩優(yōu)選的實施形式實現(xiàn)測量用電阻與測量嵌件的電連接。按 照第一實施形式建議，測量嵌件設(shè)有唯一的同心的壓緊彈簧，在這種 情況下中間底板應(yīng)構(gòu)成杯形的，從而其部分地插入到包圍的壓緊彈簧 的內(nèi)部，以便構(gòu)成小構(gòu)造的結(jié)構(gòu)。在這方面也圍繞插入的測量變換器
延伸的同心的壓緊彈簧在壓縮的閉鎖長度(Blockiange)的狀態(tài)下不 需要附加的結(jié)構(gòu)空間。與此不同，按照第二實施形式也可設(shè)想，在測 量用電阻與測量嵌件之間設(shè)置多個壓緊彈簧，它們優(yōu)選具有在基本形 狀上呈圓錐形的縱向截面。通過由此引起的沿長度逐漸縮小的直徑， 閉鎖長度只仍相當(dāng)于單倍的鋼絲直徑，從而借此也可達(dá)到節(jié)省空間的 方案。
按照一進(jìn)一步改進(jìn)本發(fā)明的措施建議，在端面在測量變換器上安 裝光學(xué)指示裝置。同時該連接應(yīng)該構(gòu)成使在指示裝置與測量變換器之 間產(chǎn)生間隙。該間隙用于至少傳感器導(dǎo)線的安裝，其通過上述的測量 變換器的中心的縱向孔延伸。將指示裝置優(yōu)選通過力鎖合的插塞接觸 在電上并從而也在機(jī)械上與測量變換器相連接。
與其不同，對于測量變換器在中間底板上的機(jī)械的固定建議，經(jīng) 由可脫開的夾緊連接裝置來實現(xiàn)。因此可以取出指示裝置，而不同時 也無意地一起從其固定中拔出測量變換器。
傳感器頭的殼體優(yōu)選由一單件式的注射成型的塑料或輕金屬的構(gòu) 件構(gòu)成。通過這種制造方法可以以制造技術(shù)簡單的方式制造本發(fā)明的 中間底板。殼體的材料的選擇基本上取決于溫度傳感器的使用條件。
為了緊密地封閉殼體可以設(shè)置螺旋蓋。如果應(yīng)指示裝置結(jié)合于上 面的殼體部分中，則將視窗一起結(jié)合于配置的螺旋蓋中。螺旋蓋與優(yōu) 選嵌入其中的密封圏的應(yīng)用允許可靠地保護(hù)在殼體中安裝的各電氣的 和電子的構(gòu)件免受外部環(huán)境影響。


以下與本發(fā)明的優(yōu)選的各實施形式的描述一起借助附圖更詳細(xì)地
描述其他的改進(jìn)本發(fā)明的措施。其中
圖1 包括多個壓緊彈簧的溫度傳感器的第一實施形式的示意縱 向視圖2 包括唯一的同心的壓緊彈簧的溫度傳感器的第二實施形式 的示意縱向視圖；以及
圖3 包括接線盒和發(fā)送器準(zhǔn)備裝置的溫度傳感器的第三實施形 式的示意縱向視圖。
具體實施例方式
按照圖1,溫度傳感器包括一下面的保護(hù)管1,在其中保護(hù)地安裝 一測量用電阻2。測量用電阻2由一熱敏的電阻絲構(gòu)成，該電阻絲以 其兩邊的接頭伸進(jìn)傳感器頭3中。從傳感器頭3方面測量用電阻2的 各端部與一測量嵌件4焊接。經(jīng)由多個彼此間隔開設(shè)置的壓緊彈簧5 相對一包圍傳感器頭3的殼體7的一中間底板6支承測量嵌件4。通 過這樣的結(jié)構(gòu)，在一相鄰于測量用電阻2的和由中間底板隔開的下面 的殼體部分8a中安裝測量嵌件4。殼體7還具有一同樣通過中間底板 6構(gòu)成的對置的上面的殼體部分8b。
在上面的殼體部分8b中安裝一測量變換器9。測量變換器9成圓 柱狀成形并且由此大致占用上面的殼體部分8b內(nèi)的全部結(jié)構(gòu)空間。圓 柱狀的測量變換器9可拆式安裝在殼體7的中間底板6上，亦即通過 一可脫開的夾緊連接裝置。
為了引導(dǎo)從測量嵌件4向外延伸的傳感器導(dǎo)線10，測量變換器9 和中間底板6具有中心的縱向孔11。在端面在測量變換器9上安裝光 學(xué)指示裝置12。經(jīng)由無線的電插塞接觸裝置，通過開放在測量變換器 9與指示裝置12之間保留的間隙13，實現(xiàn)固定。間隙13用作傳感器 導(dǎo)線10的安裝，以便將其與測量變換器在間隙13的區(qū)域內(nèi)電連接。 殼體7在兩側(cè)用未另外示出的螺旋蓋可拆式封閉，在其在圖中所示的除去以后能夠?qū)崿F(xiàn)測量嵌件4和測量變換器9的分開的可更換性。
圖2中所示的第二實施形式的特征在于特別低的結(jié)構(gòu)高度。通過
一成杯形構(gòu)成的中間底板6'達(dá)到低的結(jié)構(gòu)高度。圍繞中間底板6'以及
在其上安裝的測量變換器9安置一同心的壓緊彈簧5'，該壓緊彈簧在
其對置于中間底板6'的端部與測量嵌件4相對應(yīng)。此外該實施形式在 結(jié)構(gòu)和功能上符合以上詳述的第一實施形式。
圖3中所示的第三實施形式示出一在下面的殼體部分8a內(nèi)的可更 換的測量嵌件4。殼體7的上面的殼體部分8b相反容有一包括測量變 換器準(zhǔn)備裝置的接線盒14。
無源的接線盒14 (該接線盒在其結(jié)構(gòu)的接合處如直徑、鎖定裝置 和夾緊裝置與測量變換器9相適應(yīng))在以后的時刻能夠簡單地將在這 里示出的無測量變換器的無源系統(tǒng)擴(kuò)展為一具有測量變換器的有源的 系統(tǒng)。為此相對測量變換器9 (如圖2所示)只更換接線盒14。
本發(fā)明并不限于上述優(yōu)選的實施例。更確切地說也可設(shè)想由此的 改變，它們一起包括于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍內(nèi)。這樣例如也有可能， 代替用螺旋蓋而用其他蓋裝置封閉殼體，它們例如也可以具有一卡口 式鎖栓或一鎖定機(jī)構(gòu)。并且還可設(shè)想，在這里提供一法蘭螺紋連接。 但在全部情況下應(yīng)該考慮到，達(dá)到緊密的殼體封閉，借此充分保護(hù)地 安裝各內(nèi)部的電氣的和電子的構(gòu)件。
附圖標(biāo)記清單
1 保護(hù)管
2 測量用電阻
3 傳感器頭
4 測量嵌件
5 壓緊彈簧
6 中間底板
7 殼體
8
9
10
11
12
13
14
殼體部分 測量變換器 傳感器導(dǎo)線 縱向孑L
指示裝置 間隙 接線盒
權(quán)利要求
1.用于過程技術(shù)的工業(yè)設(shè)備的溫度傳感器，包括在保護(hù)管(1)內(nèi)安裝的測量用電阻(2)，該測量用電阻以其近端連接在傳感器頭(3)上，該傳感器頭包括用于電連接測量用電阻(2)的測量嵌件(4)和在測量嵌件下游連接的用于測量信號處理的測量變換器(9)；其特征在于，傳感器頭(3)通過包括中間底板(6)的圓柱狀的殼體(7)構(gòu)成，測量嵌件(4)安裝在相鄰于測量用電阻(2)的并且由中間底板(6)隔開的下面的殼體部分(8a)中，而測量變換器(9)安裝在對置的上面的殼體部分(8b)中。
2. 按照權(quán)利要求l所述的溫度傳感器，其特征在于，在上面的殼 體部分(8b)內(nèi)設(shè)置的圓柱狀的測量變換器(9)可拆式安裝在中間底 板(6)上。
3. 按照權(quán)利要求1所述的溫度傳感器，其特征在于，在下面的殼 體部分(8a)內(nèi)設(shè)置的測量嵌件(4)與殼體(7)可拆式相連接。
4. 按照權(quán)利要求2或3所述的溫度傳感器，其特征在于，按照夾 緊連接的方式構(gòu)成測量嵌件(4)或測量變換器(9)的可拆式連接。
5. 按照權(quán)利要求1所述的溫度傳感器，其特征在于，測量變換器 (9)和中間底板(6)具有中心的縱向孔(11),通過該縱向孔導(dǎo)過測量嵌件(4)的傳感器導(dǎo)線(10)。
6. 按照權(quán)利要求1所述的溫度傳感器，其特征在于，為了測量用 電阻(2)與測量嵌件(4)的電連接設(shè)置一個唯一的同心的壓緊彈簧(5')，該壓緊彈簧與成杯形構(gòu)成的中間底板(6')相配合并且至少部 分在軸向上包圍測量變換器(9)。
7. 按照權(quán)利要求1所述的溫度傳感器，其特征在于，為了測量用 電阻(2)與測量嵌件(4)的電連接設(shè)置多個壓緊彈簧(5),各壓緊 彈簧具有在基本形式上呈圓錐形的縱向截面。
8. 按照權(quán)利要求1所述的溫度傳感器，其特征在于，在測量變換 器(9)的端面上安裝光學(xué)指示裝置(12)，借此同時實現(xiàn)無線的電插塞接觸。
9. 按照權(quán)利要求8所述的溫度傳感器，其特征在于，在保持至少 用于安裝傳感器導(dǎo)線(10)的間隙(13)下實現(xiàn)指示裝置(12)在測 量變換器(9)上的安裝。
10. 按照權(quán)利要求2所述的溫度傳感器，其特征在于，經(jīng)由可脫 開的夾緊連接元件實現(xiàn)測量變換器(9)在殼體(7)的中間底板(6) 上的機(jī)械固定。
11. 按照上述權(quán)利要求之一項所述的溫度傳感器，其特征在于， 傳感器頭(3)的殼體(7)是單件式的注射成型的塑料件或輕金屬件。
12. 按照上述權(quán)利要求之一項所述的溫度傳感器，其特征在于， 用螺旋蓋可拆式封閉殼體(7)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于過程技術(shù)的工業(yè)設(shè)備的溫度傳感器，包括在保護(hù)管(1)內(nèi)安裝的測量用電阻(2)，該測量用電阻以其近端連接在傳感器頭(3)上，該傳感器頭包括用于電連接測量用電阻(2)的測量嵌件(4)和在測量嵌件下游連接的用于測量信號處理的測量變換器(9)。按本發(fā)明，傳感器頭(3)通過包括中間底板(6)的圓柱狀的殼體(7)構(gòu)成，測量嵌件(4)安裝在相鄰于測量用電阻(2)的并且由中間底板(6)隔開的下面的殼體部分(8a)中，而測量變換器(9)安裝在對置的上面的殼體部分(8b)中。
文檔編號G01K7/16GK101650234SQ20091016588
公開日2010年2月17日 申請日期2009年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月13日
發(fā)明者R·胡克, U·施塔布 申請人:Abb技術(shù)股份公司