Messwiderstände für Prozesstemperaturen - Heraeus Sensor ...

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Messwiderstände für Prozesstemperaturen - Heraeus Sensor ...

Y 50619Organ des AMA Fachverband für Sensorik e.V.Sensorik und Bildverarbeitung für Messtechnik und FabrikautomationSpecial:KalibriertechnikMesssicherheit alsDienstleistungRückführbareFeuchteSoftware für das KalibriermanagementInterview:Sensorik für dieAutomatisierungDrehgeber überlebtSchlägeFeuchtemessungin KühlcontainernCO-Überwachungmittels FunksensorikMesswiderstände fürProzesstemperaturenHochauflösendeWinkelcodiererVorbericht HannoverMesse2/2005April


PraxisMesswiderstände fürProzesstemperaturenBei derlei Applikationen kommen Reproduzierbarkeitund Langzeitverhalten als wesentlicheMerkmale ins Spiel. Durch Überdeckung der eigentlichmessenden Platinschicht mit speziellen Gläsernund Materialien wie Titan, Tantal oder auchdurch Emaillierungen lassen sich die Sensoreneffektiv gegen Umwelteinflüsse schützen. Diffusionssperrschichtenzwischen Abdeckung undMessschicht sorgen dafür, dass messtechnisch relevanteVeränderungen der Eigenschaften im Dauerbetriebnicht stattfinden.Der gesamte Schichtaufbau wird in Batch-Prozessenähnlich wie in der Halbleiterfertigungdurchgeführt. Eine weitere Ähnlichkeit ergibt sichhier auch bei den erheblichen Investitionen in denerforderlichen Maschinenpark und die Reinraum-Technologie zur Gewährleitung geringer Streubreitenbzw. von hohem Durchsatz.Auch in der Massenfertigung wirdjeder Pt-Chip einzeln geprüft.Klein ist schnellvon Christoph BrackerDas Ausgangssignal eines Pt100-Temperatursensorsist um etwa einen Faktor 50höher als das eines Thermoelements. Dasbedeutet bessere Auflösung des Messsignalsund einen Zuwachs an Einstrahlungsfestigkeit,also letztlich mehr Prozesssicherheit.Es spricht noch mehr für Widerstandsthermometer.IBei Temperaturen über 650 °C ist der Einsatzvon Widerstandsthermometern in der Prozesstechniknoch nicht weit verbreitet. Traditionellsetzt man hier lieber auf die Nutzung von relativgünstigen Thermoelementen mit vergleichsweisekomplexer Folgeelektronik.Christoph Bracker istverantwortlich für dieMarketing & Kommunikationsaktivitätenbeider Heraeus SensorTechnology GmbH(christoph.bracker@heraeus-sensor-technology.com)Aber das Kostenargumentsticht nicht mehr, denn durchden massenhaften Einsatz vonPlatin-Widerstandssensorenim Automobilbau wird deutlichangezeigt, welches Preis- undLeitungsniveau durch Dünnschichttechnikheute erreichbarist.Zu den typischen Beispielen fürden möglichen Einsatz von Platin-Sensorengehören die Prozessthermometermit MineralisolierterZuleitung für die TemperaturüberwachungeinerHeißdampfleitung im Kraftwerk.Beim gegenwärtigen Stand der Technik spricht vieles fürden Einsatz von Pt-Widerstandsthermometern – auchüber der in vielen Köpfen gespeicherten, traditionellenGrenze von 650 °C (Quelle: Heraeus Sensor Technology)Sperrschichten für StabilitätIn Schichten gefertigte Sensorenzeigen deutlich höhere Ansprechgeschwindigkeitenals aus Drahtgewickelte Pt-Sensoren, denen infrüheren Jahren der Einsatz in derProzesstechnik vorbehalten war.Die thermische Masse der Messstellewird wesentlich durch dieAbmessungen des Schutzrohrsund damit indirekt die Größe desSensors samt Füllmaterial bestimmt.Letzteres sorgt zum Einenfür die Wärmeleitung, zum Anderenfür den Dehnungsausgleichzwischen Schutzrohr und Fühlerelementmit unterschiedlichenTemperaturkoeffizienten, sowie dieDämpfung hochfrequenter Maschinenschwingungen.Aber auch innerhalb des Schichtaufbausund an den elektrischenKontaktflächen gibt es thermischbedingte Spannungen, derenBeherrschung zum elementarenKnow-how des Herstellers gehörenmuss. Beim gegenwärtigen Standder Technik spricht also vieles fürden Einsatz von Pt-Widerstandsthermometern– auch über der invielen Köpfen gespeicherten, traditionellenGrenze von 400 °C fürprozesstechnische Anwendungen.■ Info-Nr.: C52114■ Fax-Service: +49-6402-9693222/2005

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