Selbstüberwachung von Thermoelementen durch Messung des Wärmewiderstandes

Abstract

Zusammenfassung Ein von Sensoren zunehmend gefordertes Merkmal ist deren Fähigkeit zur Selbstüberwachung. Die besonderen Herausforderungen bei der Realisierung dieser Forderung sind die Identifikation geeigneter Parameter zur Charakterisierung des Sensorzustands während des Betriebes sowie die wertmäßige Bestimmung dieser Parameter. Dementsprechend gering ist heute immer noch die Anzahl der mit Selbstüberwachungsfunktionen ausgestatteten Sensoren. In diesem Beitrag werden Möglichkeiten zur Selbstüberwachung von Thermoelement-Sensoren im eingebauten (Betriebs-)Zustand untersucht. Ausgehend von der Modellierung des Sensorelementes und dessen Ankopplung an den Messprozess mit Methoden der Thermodynamik irreversibler Prozesse wird exemplarisch anhand eines geeignet ausgewählten Modellparameters ein neuartiges Verfahren zur Selbstüberwachung von Thermoelementen vorgestellt. Die Anwendung der Selbstüberwachung von Thermoelementen wird hier mit Hinblick auf deren Verschmutzung im Betrieb im Detail dargestellt. Danach werden auch andere mögliche Ursachen für die Beeinflussung des Wertes des für die Selbstüberwachung ausgewählten Modellparameters sowie dadurch vergrößerte Messabweichungen diskutiert.