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Schutzrohre für industrielle Thermometer
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Schutzrohre sind Rohrformstücke zum Schutz von Temperatursensoren, die in industriellen Prozessen eingesetzt werden. Ein Schutzrohr besteht aus einem an einem Ende geschlossenen Rohr, das im Prozessstrom montiert ist. Ein Temperatursensor, wie beispielsweise ein Thermometer, Thermoelement oder ein Widerstandstemperaturfühler, wird in das offene Ende des Rohres eingeführt, das sich normalerweise im Freien außerhalb der Prozessleitung oder des Behälters und einer eventuellen Wärmedämmung befindet. Thermodynamisch überträgt das Prozessfluid Wärme an die Schutzrohrwand, die wiederum Wärme an den Sensor überträgt. Da bei einer Sensor-Well-Anordnung mehr Masse vorhanden ist als bei einer direkt in den Prozess eingetauchten Sonde, wird die Reaktion des Sensors auf Prozesstemperaturänderungen durch die Zugabe des Wells verlangsamt. Fällt der Sensor aus, kann er leicht ausgetauscht werden, ohne den Behälter oder die Rohrleitung zu entleeren. Da die Masse des Schutzrohres auf die Prozesstemperatur erwärmt werden muss und die Wände des Schutzrohres Wärme aus dem Prozess leiten, wird die Sensorgenauigkeit und Reaktionsfähigkeit durch den Einbau eines Schutzrohres negativ beeinflusst
Um die durchschnittliche Temperatur des Fluids zu repräsentieren, muss das Schutzrohr einige Prozent des Innendurchmessers des Prozessrohrs oder -behälters ausdehnen (normalerweise 1/3 rd des Rohrinnendurchmessers). Eine Faustregel, die für die meisten industriellen Anwendungen ausreicht (ca. 1% Genauigkeit), ist es, sicherzustellen, dass das Schutzrohr den fünffachen eigenen Durchmesser und die Länge seines Sensorelements in den Prozess hineinragt. Für ein geerdetes Thermoelement, das in ein Schutzrohr mit einem Schaft mit einem Durchmesser von 1 Zoll und einer Spitzendicke von .25 Zoll federbelastet ist, entspricht eine typische Einbaulänge also 5,5 Zoll (1 Zoll OD x 5 + .25 Zoll Well Tip Dicke +.25 Zoll Sensorwanddicke = 5,5 Zoll)
Ein Schutzrohr für ein Industriethermometer wird typischerweise aus Vollmaterial gefertigt und mit einer Spritzbohrung versehen, um eine lange gerade Bohrung zu gewährleisten, die dem Durchmesser des installierten Sensors nahe kommt (z.B.: eine Bohrung von .260 Zoll, die einem Sensor von .250 Zoll entspricht). Ein Schutzrohr wird typischerweise über einen Gewinde-, Schweiß-, Sanitärdeckel- oder Flanschanschluss in den Prozessstrom eingebaut. Der Temperatursensor, wie beispielsweise ein Thermometer, Thermoelement oder ein Widerstandstemperaturfühler, wird in das offene Ende des Schutzrohres eingesetzt und typischerweise federbelastet, um sicherzustellen, dass die Außenspitze des Temperatursensors in Metall-zu-Metall-Kontakt mit der Innenspitze des Schutzrohres steht.
