In der Industrie ist Temperatur die mit Abstand am häufigsten auftretende Messgröße. Pauschallösungen zur Temperaturmessung gibt es allerdings nicht. Auch bei der Auslegung von Messstellen an Rohrleitungen müssen die unterschiedlichsten Faktoren zur Auswahl der Thermometer berücksichtigt werden. Für die Entscheidung, ob Einschraubthermometer (invasive Messmethode) oder Anlegethermometer (nicht invasive Messmethode) eingesetzt werden, sind die folgenden Gesichtspunkte ausschlaggebend.
Ansprechzeit und Genauigkeit
Der große Vorteil von Einschraubthermometern liegt auf der Hand: Sie haben einen direkten Kontakt mit dem Medium. Deswegen werden Einschraubthermometer überall dort eingesetzt, wo es neben der Genauigkeit vor allem um kurze Ansprechzeiten geht, z. B. in den Produktionsverfahren der Prozessindustrie. Dort sind die Messgeräte hauptsächlich in Steuerungs- und Regelsysteme eingebunden.
Bei der Temperaturmessung im Maschinenbau oder vergleichbaren Anwendungen haben Thermometer meist eine reine Überwachungsfunktion. Die Anforderungen an die Genauigkeit sind daher niedriger als in Chemie- oder Pharmaprozessen. Die Ansprechzeit ist selten kritisch. Daher stellen Anlegethermometer in diesen Fällen eine probate Lösung dar. Deren Wärmeaufnahme hängt entscheidend von Größe, Material und Geometrie des Gehäuses ab. Ausführungen aus Aluminium habe eine kürzere Aufwärmzeit als solche aus Edelstahl oder Messing. Lufträume in der Messstelle, z. B. in einer Einsteckhülse für das Thermometer, können die Wärmeübertragung zusätzlich mindern. Dieser Effekt lässt sich mittels einer speziellen Wärmeleitpaste zum Teil ausgleichen.
Prozesstemperatur
Bei der Prozesstemperatur sind die Grenzen für Anlegethermometer klar gezogen. Sie eignen sich für Maximaltemperaturen bis 200 °C. Das erhitzte Leitungsrohr würde sonst die Isolierung der Anschlussleitung schmelzen lassen. Einschraubthermometer sind hingegen – je nach Ausführung – bis ca. 400 °C einsetzbar.
Umgebungstemperatur
Bei einem Anlegethermometer ist der Einfluss der Umgebungstemperatur auf die Temperaturmessung in der Regel größer als bei einem Einschraubthermometer. Um in solchen Fällen verwertbare Ergebnisse zu erhalten, muss die Messstelle gut isoliert werden, vor allem bei Applikationen mit einer großen Temperaturdifferenz zwischen Medium und Umgebung. Je kleiner das Fühlergehäuse, umso eher können auch vorgefertigte Isolierbausteine verwendet werden. Ist die Einbaulänge zu gering, kann bei einem Einschraubthermometer der Fehler durch Wärmeableitung ebenfalls groß sein. Daher eignen sich Anlegefühler für kleine Rohrdurchmesser besser, eine gute Isolation vorausgesetzt.
Einfluss der Thermometer auf das Medium
Anlegethermometer messen berührungslos und beeinflussen das Medium in keiner Weise. Einschraubthermometer hingegen können in Rohren mit kleinen Nennweiten den Medienfluss behindern. Außerdem sind Ablagerungen am Tauchschaft nicht auszuschließen, die im Extremfall sowohl das Messergebnis als auch die Qualität des Mediums beeinträchtigen können.
Installieren und Betreiben der Messstelle
Zur Montage eines Einschraubthermometers muss die Rohrleitung geöffnet und ein Montagestutzen für das Thermometer angebracht werden. Das Messgerät selbst ist anwendungsspezifisch auszulegen, nicht nur mit Blick auf Genauigkeit und Ansprechzeit. Im Fall von aggressiven Medien bedarf es unter Umständen eines Tauchschafts aus Sondermaterial oder eines zusätzlichen Schutzrohrs. Um das Thermometer zu kalibrieren oder auszutauschen, muss die Leitung zuvor entleert werden (ausgenommen bei Messstellen mit Schutzrohr).
Bild 1: Anlegethermometer auf Rohrleitung montiert
Beim Anlegethermometer bleibt die Rohrleitung stets geschlossen. Auf aggressive Messstoffe und damit auf entsprechende Werkstoffe für das Thermometer braucht keine Rücksicht genommen zu werden. Die vergleichsweise flache Form der Messstelle begünstigt den Einbau in enge Umgebungen.
Ein Anlegethermometer wird mit einer Rohrschelle oder einem Spannband an der Rohrleitung befestigt. Das Sensorgehäuse verfügt üblicherweise über eine abgerundete, dem jeweiligen Rohrleitungsdurchmesser angepasste Auflagefläche. Applikationen mit unterschiedlichen Leitungsdurchmessern benötigen in dem Fall verschiedene Geräteausführungen.
Bild 2: Anlegethermometer mit Schnellmontageklammer
Vor diesem Hintergrund hat WIKA das Anlegethermometer Typ TF44 konzipiert. Sein Aluminiumgehäuse weißt eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit auf und ist mit einer Kantenlänge von nur sechs Millimetern bestens für alle Nennweiten geeignet.
Anlegethermometer sind im Vergleich zur Installation von Einschraubthermometern in Bezug auf Material und manueller Tätigkeiten weniger aufwendig. Doch die zunehmend kompakteren Einbausituationen, ob in einer Wärmepumpe oder einem Blockheizkraftwerk, erschweren die notwendigen Handgriffe.
Bild 3: Schnellmontageklammer für Anlegethermometer TF44
Bei der Entwicklung des TF44 wurde diesem Aspekt Rechnung getragen. Die Installation in engen Umgebungen erfolgt werkzeugfrei mit Schnellmontageklammern. Sie sind lieferbar für Rohrdurchmesser zwischen 12 und 42 Millimeter.
Anlegethermometer bei kleinen Nennweiten im Vorteil?
Für die Prozessindustrie empfiehlt sich weiterhin die invasive Messmethode zur Temperaturmessung in Rohrleitungen. Die fortwährende Tendenz zur Miniaturisierung macht jedoch insbesondere im Maschinen- und Anlagenbau den Einsatz kompakter Anlegethermometer in Rohrleitungssystemen notwendig. Mit speziell abgestimmten Systemen von Sensor, Gehäuse und Montageklammern kann der Aufwand bei der Installation der Messstelle auf ein Minimum reduziert werden.
Wie sind Ihre Erfahrungen mit Messstellen an Rohrleitungen? Sind Anlegethermometer die richtige Wahl oder bevorzugen Sie die invasive Messmethode? Geht der Trend zur Miniaturisierung im Maschinenbau weiter oder ist das Ende in Sicht? Nutzen Sie einfach die Kommentarfunktion und teilen Sie uns Ihre Einschätzung mit.
Hinweis
Weitere Informationen zum Anlegethermometer TF44 finden Sie auf der WIKA-Webseite.