Pt100 - Temperatur Sensoren

Verschiedene Bauformen von Pt100 - Widerstandthermometern

Der häufigeste Aufbau eines Pt100 Widerstandsthermometers für industrielle Anwendung besteht aus:

• Pt100 Sensorelement
• Schutzarmatur oder Schutzhülse mit mechanischem Anschluss
• Anschlusskabel / Anschlusskopf
• Transmitter / Anzeige

Pt100 - Sensorelemente

Je nach Einsatz unterscheidet man 3 Bauformen

• Dünnschichtsensoren
• Drahtgewickelte Keramikwiderstände
• Drahtgewickelte Glaswiderstände

Dünnschichtsensoren

Auf einem Aluminiumoxid Plättchen wird eine ca. 1 mm dicke Platinschicht aufgedampft. Mit Hilfe eines Laserstrahles wird die Platinschicht spiralförmig strukturiert und abgeglichen. Danach wird eine Glasschicht zum Schutze der Platinschicht aufgebracht.
Der entscheidende Vorteil des Dünnschicht Pt100 -Sensors liegt in seiner preiswerten Großserienfertigung und seiner durch die geringe Masse bedingte schnelle Ansprechzeit.

• Temperaturbereich: -50...+400 (600) °C
• Länge: ab 2,5 mm

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Drahtgewickelte Pt100 -Keramikwiderstände

Ein gewickelter Platindraht wird in ein Keramikrohr geführt. Zur besseren Wärmeübertragung und zur Fixierung der Wicklung wird das Rohr mit Aluminiumoxid gefüllt. Mittels eines Glaspfropfens wird das Keramikrohr verschlossen und die Anschlussdrähte fixiert. Da keine Verbindung zwischen Aluminiumoxidpulver und Platinwendel besteht, kann sich der Pt100 -Draht bei Temperaturwechsel frei ausdehnen. Der Draht wird nur geringfügig belastet und zeigt daher keine Hysterese zwischen steigender und fallender Temperatur.

• Temperaturbereich: -200...+800 °C
• Durchmesser: 0,9...4,5 mm
• Länge: 7...30 mm

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Drahtgewickelte Pt100 -Glaswiderstände

Ein Platindraht wird auf einen Glasstab gewickelt und in diesen eingeschmolzen. Nach dem Abgleich des Widerstandes wird ein zweites Glasschutzrohr übergeschoben und mit dem Glasstab verschmolzen. Der Draht ist komplett vom Glas umgeben. Deshalb sind diese Glaswiderstände besonders erschütterungsunempfindlich. Mit angeschmolzenem Glasrohr werden diese Pt100 - Glaswiderstände auch direkt in aggressiven Medien als schnellansprechende Sensoren eingesetzt.

• Temperaturbereich: -200...+400 (550) °C
• Durchmesser: 0,9...4,8 mm
• Länge: 7...55 mm

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Einbau des Pt100 - Temperaturensors in eine Schutzhülse oder Schutzrohr

Für die meisten industriellen Anwendung wird das eigentliche Sensorelement in eine sogenannte Schutzhülse oder Schutzrohr eingebaut. Damit wird das Sensorelement vor mechanischer Beschädigung oder auch chemischem Angriff geschützt. Um eine optimale Messung zu erhalten, sind bei der Auswahl des Schutzrohres und den Einbau des Pt100 - Sensors einige Dinge zu beachten.

Das Schutzrohr sollte eine möglichst hohe Wärmeleitfähig haben (z.B. Metall) um den Wärmeübergang zwischen Medium und Pt100 -Sensorelement optimal zu gewährleisten. Das Schutzrohr muss chemisch beständig gegen das Medium und ausreichend druckbeständig sein.
Der Aufbau von Schutzrohren wird in DIN-Normen empfohlen oder vielfach auch in Hersteller-/ kundenspezifischen Ausführungen hergestellt.
Der Einbau des Pt100 - Sensorelementes erfolgt auf unterschiedliche Weise:

Meßeinsätze

In industriellen Anlagen werden die zuvor beschriebenen Mantelelemente als Messeinsatz mit elektrischem Anschlusssockel verwendet. Diese werden dann in die in der Anlage montierte Schutzrohre eingesteckt (siehe DIN).
Damit wird ein Austausch defekter Sensoren auch im laufenden Betrieb der Anlage ermöglicht. Die Länge des Messeinsatzes muss an die Schutzrohre angepasst werden.

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