Messtechnik für Stoßwellen
und Qualitätssicherung

Koaxiale Thermoelemente MCT

Hochfrequenz-Mikro-Thermoelemente mit Oberflächen Anpassung zur Ermittlung des Wärmestroms

Anwendungsbeispiele
Diese speziellen Thermoelemente wurden für die Messungen von Wärmeströmen an Raumflugkörpern entwickelt. Bei Experimenten im Hyperschall Windkanal war es notwendig, innerhalb weniger Mikrosekunden die Änderungen der Modelloberflächen-Temperatur zu messen. Aus dem Signal der Oberflächentemperatur-Änderung lässt sich der konvektive Wärmestrom in das Modell bestimmen. Das Thermoelement wird dazu als halb-unendlicher Körper angesehen.

Der Sensor ist klein genug, um sogar in der Flügelnase des Modells platziert zu werden. Zudem kann sein empfindliches Ende vollständig durch Feilen und Schleifen an die Oberfläche angepasst werden. Alternativ kann auf Wunsch das Ende der Sonde auch mit einer fertigen Metallbeschichtung bedampft werden. Dies bietet den Vorteil einer längeren Standzeit, hat jedoch den Nachteil einer festen Geometrie.

Das Modell MCTB bietet zudem die einzigartige Möglichkeit, an ein und derselben Stelle Temperaturveränderungen sowie durch koaxialen Einbau einer Drucksonde auch die Drückveränderungen zu messen. Unsere Drucksonde M60-1 kann mit ihrem Gewinde in das Thermoelement eingeschraubt werden.

Finden die Experimente bei andauernd sehr hohen Temperaturen statt, beginnt nach einiger Zeit die Oberfläche zu oxidieren und das Signal verschwindet. Die Messdauer beträgt für den Typ E bei Temperaturen von 615°C ca. 35 Minuten, bei 715° etwa 8 Minuten. In diesen Fällen kann durch erneutes Anschleifen der Sensoroberfläche das Thermoelement wieder renoviert werden. Dadurch erhalten sie eine nahezu unbegrenzte Haltbarkeit.

Technische Daten

Thermoelement: Typ E (als Sonderanfertigung ist auch Typ K möglich)
Material: Typ E: Chromel – Constantan (Zentrum), koaxial
  Typ K: Chromel – Alumel (Zentrum), koaxial
Temperaturbereich: Typ E: - 200 bis 900 °C
  Typ K: - 200 bis 1170°C
Empfindlichkeit: 0,5 K ist die kleinste messbare Temperaturänderung
Wärmestrom: 20 KW/m² bis 20 MW/m²
Haltbarkeit ohne Renovierung für Typ E: Raumtemperatur: Monate, 615°C: 35 Minuten, 715°C: 8 Minuten
Ansprechzeit: 3 μs
√ ρ c k: ca. 9000 W √s/m²K
Maße: MCT 19: d = 1,9 x 26 mm
  MCT 36: d = 3,6 mm x 17 mm
  MCTB 48: d = 4,8 x 25 mm
  Sensor MCT 19, 36 und 48 kann im Bereich ihres Durchmessers 1,9, 3,6 und 4,8 mm gekürzt werden
Durchmesser: 1,9, 3,6 und 4,8 mm
Empfindlichkeit: Typ E: ca. 63 μV/K, (s. IEC-584 T1), kalibriert
  Typ K: 39.9 μV/K, kalibriert
Empfindliche Spitze: kann beliebig der Oberfläche angepasst werden
Besonderheiten: Das Thermoelement MCTB 48 besitzt eine zentrale d = 0,8 mm große Bohrung zum Anschluss einer Drucksonde mit Durchmesser 1,9 mm z.B. Kulite XCQ-080 oder Müller M60-1)
Anschluss: 2 m Hochtemperaturkabel mit BNC pos.
Verstärkung: Mit unseren Verstärkern MFA 1000 oder MVA 10

Artikel-Nr. 100-001-0: HFC Programm zur Berechnung des Wärmestroms
Artikel-Nr. 100-001-1: MCT 19, Typ E, Durchmesser 1,9 mm
Artikel-Nr. 100-001-2: MCT 36, Typ E, Durchmesser 3,6 mm
Artikel-Nr. 100-001-3: MCTB 48, Durchmesser 4,8 mm mit koaxialer Bohrung für Drucksonde M60-1 (100-201-2)
Artikel-Nr. 100-001-6: Aufpreis für Sondenbeschichtung
Artikel-Nr. 100-001-7: Aufpreis kurzes Kabel 20 cm plus 2 m Verlängerung
Artikel-Nr. 100-001-8: Aufpreis für Version mit Gewinde M2, M3,5 oder M5
Artikel-Nr. 100-001-9: Aufpreis für Version Typ K

Sonderanfertigungen mit Gewinde (-8) oder kurzem Kabel (-7) gegen Aufpreis möglich

Veröffentlichungen

Olivier H.:
Thin Film Gauges and Coaxial Thermocouples for Measuring Transient Temperatures

Olivier H., Grönig H.:
Instrumentation Technique of Aachen Shock Wave Tunnel - ICIASF 1995a3

Hans-Jürgen Fahl:
The Validation of the Explosive Fumes Dynamics in Rooms

Sensitivity of the Coaxial Thermocouple MCT
corresponding to IEC 584 T1 for Type E