RTD-Sensorbaugruppen

Inhalt

1. Grundlegende Mantel-RTD-Baugruppen
2. Mineralisolierte RTD-Baugruppen (MI oder MIMS)

Platin-RTD-Sensorbaugruppen werden in Industrie und Laboren weit verbreitet für präzise und zuverlässige Temperaturmessungen eingesetzt. Diese Baugruppen werden typischerweise einbaufertig geliefert und kombinieren das RTD-Messelement mit einem Schutzmantel, interner Verdrahtung, Endabdichtungen und Anschlussoptionen wie Anschlussköpfen oder Klemmenblöcken. Eine große Bandbreite an RTD-Ausführungen steht zur Verfügung, um Anwendungen vom allgemeinen industriellen Einsatz bis hin zu rauen und korrosiven Umgebungen abzudecken.

Grundlegende Mantel-RTD-Baugruppen

Allgemeine Mantel-RTD-Baugruppen sind für einen breiten Temperaturbereich ausgelegt, typischerweise von -100 °C bis +350 °C, wobei kundenspezifische Spezifikationen üblich sind. Diese kostengünstigen Ausführungen verwenden in der Regel Platin-RTD-Elemente mit einem Nennwiderstand von 100 Ω bei 0 °C gemäß IEC 60751 – meist Klasse B, wobei höhergenaue Klasse-A- und sogar Bauteile mit ±0,01 % Toleranz verfügbar sind.

Die Sensorelemente bestehen in der Regel aus reinem Platin, das zum Schutz vor Umwelteinflüssen in hochreine Keramik oder Glas eingehüllt ist. Alternativ können je nach Anwendungsanforderungen auch Dünnschicht- oder Dickschicht-RTD-Elemente verwendet werden.

Diese RTD-Baugruppen sind in Single-, Duplex- oder Triplex-Ausführung erhältlich und unterstützen 2-, 3- und 4-Leiter-Verdrahtungen. Die 4-Leiter-Versionen können als Blindschleife oder kompensiert geliefert werden und eignen sich damit für Brücken- und potentiometrische Messsysteme. Anschlussleitungen bestehen gewöhnlich aus Kupfer mit Hochtemperaturisolation wie Kapton.

Konstruktionsmerkmale umfassen:

• Minimale Eintauchtiefe: ca. 50 mm
• Empfohlener Erregerstrom: < 5 mA
• Isolationswiderstand: > 100 MΩ bei 240 V (Umgebungsbedingungen)

Manteloptionen umfassen reduzierte Spitzendurchmesser, dünnwandige Bereiche für schnellere Ansprechzeiten und durchbrochene Schutzkappen für Luft- und Gasmessungen. Innere Hohlräume werden mit inerten Materialien gefüllt, um die Wärmeleitfähigkeit und die mechanische Festigkeit zu erhöhen. Die Mäntel sind hermetisch abgedichtet, um vor Feuchtigkeit, Korrosion und Vibration zu schützen.

Standard-Manteldurchmesser reichen von 1,5 mm bis 13 mm und sind in einer großen Vielfalt an Längen und Biegekonfigurationen erhältlich. Übliche Mantelmaterialien sind Edelstahl 316, Inconel 600, Incoloy 800, Nickellegierungen sowie mit Fluorkunststoff ummantelte Optionen für aggressive chemische Umgebungen.

Auch die Optionen zur Endabdichtung sind vielfältig und reichen von einfachen Laborsteckverbindern und Schnellsteckern bis hin zu robusten Industrie-Anschlussköpfen mit Tauchhülsen, kopfmontierten Transmittern und widerstandsfähigen Schutzrohren.

Mineralisolierte RTD-Baugruppen (MI oder MIMS)

Mineralisolierte RTDs kombinieren einen kompakten, hermetisch abgedichteten Mantel mit Magnesiumoxid (MgO) als Pulver zur Isolation und bieten so eine hohe Haltbarkeit und hervorragende thermische Leistung. In ihrem Aufbau ähneln diese Baugruppen stark mineralisolierten Thermoelementen und bieten überlegenen Schutz in rauen oder stark vibrierenden Umgebungen.

Zu den wichtigsten Vorteilen zählen:

• Hohe mechanische Festigkeit und Flexibilität
• Hervorragender Isolationswiderstand (> 100 MΩ)
• Langzeitgenauigkeit und -stabilität
• Schnelle Ansprechzeiten
• Beständigkeit gegen Vibration, Druck, Vakuum und Korrosion

Typische Einsatzbereiche reichen von -100 °C bis +600 °C, mit 100-Ohm-Platin-RTDs (IEC 60751, Klasse B) in Single- oder Duplex-Ausführung. Hochgenaue Elemente (Klasse A, 1/3, 1/5 und 1/10 DIN) sind auf Anfrage erhältlich. Die Sensorelemente bestehen häufig aus Platindraht in Keramik oder Glas; Dünnfilmsensoren sind ebenfalls erhältlich.

Wie bei standardmäßigen Mantel-RTDs unterstützen diese Baugruppen 2-, 3- und 4-Leiter-Konfigurationen. Der Erregerstrom sollte 5 mA nicht überschreiten, und die minimale Eintauchtiefe beträgt in der Regel 50 mm.

Die Mantelkonstruktion ist robust, typischerweise mit Wandstärken von etwa 15 % des Außendurchmessers. Dies erlaubt Biegungen bis zu einem Radius des 12-Fachen des Durchmessers (mit Dorn sogar bis zum 4-Fachen). Zu den Standarddurchmessern gehören 3 mm, 6 mm und 8 mm; Baugruppen können kundenspezifisch hinsichtlich Länge und Form gefertigt werden.

Häufige Mantelmaterialien sind:

• Edelstahl 316 – korrosionsbeständig für allgemeine Anwendungen
• Inconel 600 – geeignet für extreme Umgebungen und aufkohlende Atmosphären (jedoch nicht für schwefelreiche Atmosphären bei hohen Temperaturen)
• Fluorkunststoff-Beschichtungen – erhältlich für korrosive oder chemisch aggressive Umgebungen

Dichtungs- und Mantelanschlüsse sind in einer Vielzahl von Ausführungen erhältlich, die zu den gängigen industriellen Armaturen und Gehäusetypen passen.

⚠️ Wichtiger Hinweis : Ein wesentlicher Aspekt bei MI-RTDs ist das Eindringen von Feuchtigkeit. Dringt Wasserdampf in den Mantel ein, kann dies den Isolationswiderstand verschlechtern und zu einem Ausfall des Sensors führen. Dies lässt sich durch ordnungsgemäße Qualitätskontrollen in der Fertigung und durch die Spezifikation robuster Abdichtungen bei der Beschaffung vermeiden.

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