专利名称：用于过程技术的工业设备的温度传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于过程技术的工业设备的温度传感器，包括在 保护管内安装的测量用电阻，其以其近端连接在传感器头上，传感器
头包括一用于测量用电阻的电连接的测量嵌件(Messeinsatz)和一在 其下游连接的用于测量信号处理的测量变换器。
背景技术：
本发明的应用领域涉及这样的过程技术的工业设备，在它们中， 温度构成重要的过程参数，该温度应在测量技术上检测并且应输送给 电子控制装置供用于信号处理。这样的过程技术的工业设备例如用于 石油化学、能量和蒸汽生产、食品和嗜好品工业以及一般的工艺技术。
用于这样的工业设备的温度传感器通常包括一固定法兰，利用它 将温度传感器从一测量用电阻方面伸进容器或管道内，以便在这里检 测处于容器或管道内的介质的温度。在管道或容器外面是温度传感器 的传感器头，其包括保护地在一壳体内安装的各电子构件，如用于测 量信号处理的测量变换器和光学指示装置等。
由商品介绍"用于过程工业的新一代温度传感器"(ABB Automaten Products GmbH， 2006年4月出版，印刷号PB/TSP 100/300-DE)可知一同类的温度传感器。通过包括多个标准构件的模 块式结构得到对可覆盖的使用情况的大变更。该模块系统基本上包括 一带有结合的测量嵌件的传感器头，从测量用电阻方面经由压紧弹簧 确保其电接触。任选可以在传感器头中结合一测量变换器并且与测量 嵌件相连接。为了保护这些电气的和电子的构件免受外部的环境影响， 密封的壳体包围传感器头。为了在过程条件面前保护温度传感器和为 了能够进行替换而不中断运行的过程，设置一 包括法兰形的或螺紋形的过程接头的保护管，在保护管的连续中， 一外面的颈管确保保护管 与传感器头之间的连接。经由传感器头实现外部的电缆与优选在其中 结合的用于测量信号处理的测量变换器的必需的连接。
由于在温度传感器工作时、特别在高的或经常变化的温度时，预 期有构件的老化，工业的温度传感器构成有可更换的测量嵌件。但为 了在更换测量嵌件时不必同时也替换测量变换器(也被称为发送器)， 在传感器头上安装一大多可翻转的盖并且用短的连接线与测量嵌件相 连接。来自上级的控制装置的信号线接头或总线接头直接装在测量变 换器上。因此在连接线的一边松开以后虽然更换测量嵌件而不拆卸测 量变换器是可能的，但这种方案要求较高构造的翻转盖，这特别在振 动强的使用条件时是不利的。为了取代翻转盖可设想一螺旋盖，不过 这种安装方式是不适用的，因为在关闭螺旋盖时巻绕了连接电线。
另一一般已知的温度传感器的结构形式(其供用于过程技术的工 业设备)设定将测量变换器与弹簧支承的测量嵌件固定地柠紧。由于 固定的连接，测量嵌件的上述的更换不再是可能的。此外如果为了指 示工作状态和/或当前测量的温度将一光学指示装置也一起结合于传 感器头中，则这在与上述的测量变换器的安装相结合在一翻转盖中是 不可能的，因为测量变换器占用翻转盖中的唯一的需要的结构空间。 基本上指示装置和测量变换器虽然可以构成一共同组合部件，然后可 将其共同安装在传感器头内，不过这对指示装置的通常设置的键盘的 可操作性是不利的。
一般已知，与可旋紧的盖相结合将指示装置直接安装在一与测量 嵌件相连接的测量传递器上。在这种结构形式中在拧出盖以后操作是 可能的。但由于弹簧的支承产生不确定的指示位置，这关于指示的可 读性在包围传感器头的壳体内利用视孔玻璃是不利的。
另一一般已知的结构形式设定，将一指示装置经由由测量嵌件和 测量传递器构成的构件组合体牢固地固定在一种安装吊架上。指示装 置借此虽然固定地紧挨着可旋紧的盖的视孔玻璃的后面设置，但为了 变换在这里需要在技术上相当耗费的至测量变换器那边的柔性的电连接技术，因为后者固定在弹簧支承的测量嵌件上。此外测量嵌件与直 接在其上安装的测量变换器的这种布置包括由此下降的指示装置同样 造成相当高的结构形式，这关于振动敏感性具有缺点。此外测量嵌件 的更换与以上讨论的方案相比是更费力的，因为必须将指示装置的连 接电线与测量嵌件分开并且打开安装吊架。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于过程技术的工业设备的温度传感 器，其能够以低的构造方式实现测量变换器和测量嵌件在传感器头内 的节省空间地结合的和可靠的布置，同时以简单的方式可合理地更换 结合的测量嵌件。
从一种按照权利要求1的前序部分所述的温度传感器出发结合其 特征部分的特征达到该目的。随后的诸从属权利要求说明本发明的有 利的进一步构成。
本发明包括的技术教导是，传感器头通过一圆柱状的壳体构成有 中间底板，测量嵌件安装在 一相邻于测量用电阻的和由中间底板隔开 的下面的壳体部分中，而测量变换器对置地安装在上面的壳体部分中。
按照本发明的方案的优点特别在于，通过中间底板独立于测量嵌 件为测量变换器提供附加的固定可能性，中间底板同时也将壳体分成 分开的壳体部分，它们能够实现一可独立于相邻的电构件构成的可更 换性。这样测量嵌件可以独立地弹簧支承于下面的壳体部分中，而测 量变换器可以与之独立地可拆式固定在中间底板上。
优选测量变换器与壳体的中间底板之间的可拆式连接拟构成为夹 紧连接装置，以便无附加的固定装置能够实现简单的更换。建议，将 在下面的壳体部分内设置的测量嵌件也可拆式优选经由一夹紧连接装 置固定在壳体上。由于在这一点上不存在与中间底板的固定的接触， 优选壁侧的固定。
按照另 一 改进本发明的措施建议，测量变换器和中间底板设有中 心的纵向孔，通过它导过测量嵌件的传感器导线。通过该措施不需要在测量变换器与壳体壁之间导过需要的传感器导线并且在这方面还可 以实现不同构件的精确同心的结构。
按照两优选的实施形式实现测量用电阻与测量嵌件的电连接。按 照第一实施形式建议，测量嵌件设有唯一的同心的压紧弹簧，在这种 情况下中间底板应构成杯形的，从而其部分地插入到包围的压紧弹簧 的内部，以便构成小构造的结构。在这方面也围绕插入的测量变换器
延伸的同心的压紧弹簧在压缩的闭锁长度(Blockiange)的状态下不 需要附加的结构空间。与此不同，按照第二实施形式也可设想，在测 量用电阻与测量嵌件之间设置多个压紧弹簧，它们优选具有在基本形 状上呈圆锥形的纵向截面。通过由此引起的沿长度逐渐缩小的直径， 闭锁长度只仍相当于单倍的钢丝直径，从而借此也可达到节省空间的 方案。
按照一进一步改进本发明的措施建议，在端面在测量变换器上安 装光学指示装置。同时该连接应该构成使在指示装置与测量变换器之 间产生间隙。该间隙用于至少传感器导线的安装，其通过上述的测量 变换器的中心的纵向孔延伸。将指示装置优选通过力锁合的插塞接触 在电上并从而也在机械上与测量变换器相连接。
与其不同，对于测量变换器在中间底板上的机械的固定建议，经 由可脱开的夹紧连接装置来实现。因此可以取出指示装置，而不同时 也无意地一起从其固定中拔出测量变换器。
传感器头的壳体优选由一单件式的注射成型的塑料或轻金属的构 件构成。通过这种制造方法可以以制造技术简单的方式制造本发明的 中间底板。壳体的材料的选择基本上取决于温度传感器的使用条件。
为了紧密地封闭壳体可以设置螺旋盖。如果应指示装置结合于上 面的壳体部分中，则将视窗一起结合于配置的螺旋盖中。螺旋盖与优 选嵌入其中的密封圏的应用允许可靠地保护在壳体中安装的各电气的 和电子的构件免受外部环境影响。
以下与本发明的优选的各实施形式的描述一起借助附图更详细地
描述其他的改进本发明的措施。其中
图1 包括多个压紧弹簧的温度传感器的第一实施形式的示意纵 向视图2 包括唯一的同心的压紧弹簧的温度传感器的第二实施形式 的示意纵向视图；以及
图3 包括接线盒和发送器准备装置的温度传感器的第三实施形 式的示意纵向视图。
具体实施例方式
按照图1,温度传感器包括一下面的保护管1,在其中保护地安装 一测量用电阻2。测量用电阻2由一热敏的电阻丝构成，该电阻丝以 其两边的接头伸进传感器头3中。从传感器头3方面测量用电阻2的 各端部与一测量嵌件4焊接。经由多个彼此间隔开设置的压紧弹簧5 相对一包围传感器头3的壳体7的一中间底板6支承测量嵌件4。通 过这样的结构，在一相邻于测量用电阻2的和由中间底板隔开的下面 的壳体部分8a中安装测量嵌件4。壳体7还具有一同样通过中间底板 6构成的对置的上面的壳体部分8b。
在上面的壳体部分8b中安装一测量变换器9。测量变换器9成圆 柱状成形并且由此大致占用上面的壳体部分8b内的全部结构空间。圆 柱状的测量变换器9可拆式安装在壳体7的中间底板6上，亦即通过 一可脱开的夹紧连接装置。
为了引导从测量嵌件4向外延伸的传感器导线10，测量变换器9 和中间底板6具有中心的纵向孔11。在端面在测量变换器9上安装光 学指示装置12。经由无线的电插塞接触装置，通过开放在测量变换器 9与指示装置12之间保留的间隙13，实现固定。间隙13用作传感器 导线10的安装，以便将其与测量变换器在间隙13的区域内电连接。 壳体7在两侧用未另外示出的螺旋盖可拆式封闭，在其在图中所示的除去以后能够实现测量嵌件4和测量变换器9的分开的可更换性。
图2中所示的第二实施形式的特征在于特别低的结构高度。通过
一成杯形构成的中间底板6'达到低的结构高度。围绕中间底板6'以及
在其上安装的测量变换器9安置一同心的压紧弹簧5'，该压紧弹簧在
其对置于中间底板6'的端部与测量嵌件4相对应。此外该实施形式在 结构和功能上符合以上详述的第一实施形式。
图3中所示的第三实施形式示出一在下面的壳体部分8a内的可更 换的测量嵌件4。壳体7的上面的壳体部分8b相反容有一包括测量变 换器准备装置的接线盒14。
无源的接线盒14 (该接线盒在其结构的接合处如直径、锁定装置 和夹紧装置与测量变换器9相适应)在以后的时刻能够简单地将在这 里示出的无测量变换器的无源系统扩展为一具有测量变换器的有源的 系统。为此相对测量变换器9 (如图2所示)只更换接线盒14。
本发明并不限于上述优选的实施例。更确切地说也可设想由此的 改变，它们一起包括于权利要求书的保护范围内。这样例如也有可能， 代替用螺旋盖而用其他盖装置封闭壳体，它们例如也可以具有一卡口 式锁栓或一锁定机构。并且还可设想，在这里提供一法兰螺紋连接。 但在全部情况下应该考虑到，达到紧密的壳体封闭，借此充分保护地 安装各内部的电气的和电子的构件。
附图标记清单
1 保护管
2 测量用电阻
3 传感器头
4 测量嵌件
5 压紧弹簧
6 中间底板
7 壳体
8
9
10
11
12
13
14
壳体部分 测量变换器 传感器导线 纵向孑L
指示装置 间隙 接线盒
权利要求
1.用于过程技术的工业设备的温度传感器，包括在保护管(1)内安装的测量用电阻(2)，该测量用电阻以其近端连接在传感器头(3)上，该传感器头包括用于电连接测量用电阻(2)的测量嵌件(4)和在测量嵌件下游连接的用于测量信号处理的测量变换器(9)；其特征在于，传感器头(3)通过包括中间底板(6)的圆柱状的壳体(7)构成，测量嵌件(4)安装在相邻于测量用电阻(2)的并且由中间底板(6)隔开的下面的壳体部分(8a)中，而测量变换器(9)安装在对置的上面的壳体部分(8b)中。
2. 按照权利要求l所述的温度传感器，其特征在于，在上面的壳 体部分(8b)内设置的圆柱状的测量变换器(9)可拆式安装在中间底 板(6)上。
3. 按照权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，在下面的壳 体部分(8a)内设置的测量嵌件(4)与壳体(7)可拆式相连接。
4. 按照权利要求2或3所述的温度传感器，其特征在于，按照夹 紧连接的方式构成测量嵌件(4)或测量变换器(9)的可拆式连接。
5. 按照权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，测量变换器 (9)和中间底板(6)具有中心的纵向孔(11),通过该纵向孔导过测量嵌件(4)的传感器导线(10)。
6. 按照权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，为了测量用 电阻(2)与测量嵌件(4)的电连接设置一个唯一的同心的压紧弹簧(5')，该压紧弹簧与成杯形构成的中间底板(6')相配合并且至少部 分在轴向上包围测量变换器(9)。
7. 按照权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，为了测量用 电阻(2)与测量嵌件(4)的电连接设置多个压紧弹簧(5),各压紧 弹簧具有在基本形式上呈圆锥形的纵向截面。
8. 按照权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，在测量变换 器(9)的端面上安装光学指示装置(12)，借此同时实现无线的电插塞接触。
9. 按照权利要求8所述的温度传感器，其特征在于，在保持至少 用于安装传感器导线(10)的间隙(13)下实现指示装置(12)在测 量变换器(9)上的安装。
10. 按照权利要求2所述的温度传感器，其特征在于，经由可脱 开的夹紧连接元件实现测量变换器(9)在壳体(7)的中间底板(6) 上的机械固定。
11. 按照上述权利要求之一项所述的温度传感器，其特征在于， 传感器头(3)的壳体(7)是单件式的注射成型的塑料件或轻金属件。
12. 按照上述权利要求之一项所述的温度传感器，其特征在于， 用螺旋盖可拆式封闭壳体(7)。
全文摘要
本发明涉及一种用于过程技术的工业设备的温度传感器，包括在保护管(1)内安装的测量用电阻(2)，该测量用电阻以其近端连接在传感器头(3)上，该传感器头包括用于电连接测量用电阻(2)的测量嵌件(4)和在测量嵌件下游连接的用于测量信号处理的测量变换器(9)。按本发明，传感器头(3)通过包括中间底板(6)的圆柱状的壳体(7)构成，测量嵌件(4)安装在相邻于测量用电阻(2)的并且由中间底板(6)隔开的下面的壳体部分(8a)中，而测量变换器(9)安装在对置的上面的壳体部分(8b)中。
文档编号G01K7/16GK101650234SQ20091016588
公开日2010年2月17日 申请日期2009年8月12日 优先权日2008年8月13日
发明者R·胡克, U·施塔布 申请人:Abb技术股份公司