[发明专利]热电偶

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于温度检测的热电偶，以及一种根据权利要求12所述的热通道喷嘴。

背景技术

借助技术设备中的热电偶进行温度检测通常提出大的挑战。首先，热电偶应该布置在设备的确定位置处，以便精确地在恰好该位置处检测温度并且能够尽可能时间接近地登记在设备的该区域中的温度变化。另外，热电偶应要求尽可能少的空间，该空间并不存在或者对于其它技术装置是必须的。

借助热电偶测量温度差通常是已知的。这种热电偶通常具有由不同的金属合金或金属构成的两个电导体，其在测量位置上接触。温度的测量基于热电压的测量。该热电压通过根据塞贝克系数基于测量位置上的温度差将热能转换为电能而形成。热电偶优选地安装在传感器或温度测量感测器中并且如今通常对应于按照DIN IEC584的标准。

DE102005009927A1公开了一种所谓的铠装热电偶(Mantelthermoelement)。其金属导体位于通常由不锈钢构成的保护壳中，其中，两个导体借助由镁氧化物或铝氧化物构成的填充物而电绝缘。在此不利的是，热电偶相对于弯曲和褶皱非常敏感。后者必要时甚至会引起功能失效。虽然，当这种热电偶被拉成直至0.5mm粗的直径的线时其位置需求可以是相对小的。这种铠装热电偶越薄，则机械稳定性却越小，从而机械变形和由此有缺陷的风险上升。铠装热电偶的较大直径反而引起较大的热质量和由此造成更为迟缓和更长的响应时间，从而仅可以有延迟地检测温度变化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，避免现有技术的这些和其它缺点并且提供热电偶，其在较小的位置需求情况下能够实现精确和始终可靠地检测温度差或温度，并且在廉价的构造中具有高的机械稳定性。此外力求的是一种用于制造这种热电偶的简单和价格低廉的方法，该热电偶应该能够施加到不同的材料上。热电偶此外应覆盖尽可能大的温度范围并且在可用的温度范围中能够在尽可能小的温度变化情况下检测尽可能大的电压差。

本发明的主要特征在权利要求1的特征部分和在权利要求16中说明。扩展方案是权利要求2至11和12至15的主题。

一种用于检测测量位置上的温度的热电偶，其具有带有第一端部和第一连接端部的第一导体并且具有带有第二端部和第二连接端部的第二导体，其中，第一导体的第一端部和第二导体的第二端部在测量位置上彼此电接触，并且其中，第一导体的第一连接端部和第二导体的第二连接端部分别可以与连接线路连接，在该热电偶的情况下，本发明设计有，第一导体和第二导体按照厚层技术施加在衬底上，其中，第一导体的第一端部和第二导体的第二端部在测量位置上接触或者至少分区段地交叠。

这种热电偶基于按照厚层技术施加在衬底上的导体而具有极其小的位置需求，因为导体的层厚仅有少数个微米。热电偶的尺寸因此而合乎比例地由衬底本身预先给出，即，其尺寸通过导体按厚层技术进行的施加仅不显著地改变，从而不存在附加的位置需求。此外，热电偶通过衬底而具有高稳定性，因为施加在衬底上的导体本身在大的负荷下并不会被损伤。

导体可以按照厚层技术精确和成本低廉地施加在衬底上，这一方面有利地作用于制造成本，并且另一方面保证高的测量精度。根据本发明的热电偶尤其通过其小的质量而具有极短的响应时间，由此温度可以直接就地并且实时地确定。甚至微小的温度波动也可以近乎无延迟地被探测到。热电偶随后以按照厚层技术构建的导体覆盖较大的温度范围，其中，在最小的温度变化情况下在可用的温度范围内产生大的电压差。

导体按照厚层技术位于衬底上的技术方案还能够实现，形成测量点的精确构造，从而形成如下可能性，即，可以在待精确限定的点上确定温度，其中，可重复的且精确的测量结果被无延迟地提供。此外，根据本发明的热电偶可以在没有高的材料损耗的情况下被简单并且成本低廉地制造。

根据本发明的热电偶的最小尺寸能够实现节省位置地、精确地和按点地测量在宽的温度范围中的温度。由此，出现了大量使用领域。例如，热电偶可以在室温和500℃之间使用在塑料加工中，尤其在热通道系统中，其方式是，将热电偶直接施加到热通道喷嘴的加热器上或者施加到其材料管上。然而，在直至-200℃和更低以及远高于500℃的深温度范围中的应用对于根据本发明的热电偶同样是可能的。