Dynamische Totaltemperatursensoren oder FRETT-Sonden (Fast REsponse Total Temperature) können Totaltemperaturen von Systemen mit periodischen Strömungen sehr schnell und bei einer sehr hohen räumlichen Auflösung erfassen. Diese Sonden sind für den Einsatz in Turbomaschinen entwickelt worden, z. B. zur dynamischen Vermessung der Totaltemperaturänderung in Schaufelkanälen von Gasturbinen.

Die FRETT-Sonde ist ein Mikro-Platin-Messwiderstand. Sie unterscheidet sich von den üblicherweise verwendeten Platin-Messwiderständen (z.B. Pt1000) durch eine extrem kleine Messfilmfläche mit möglichen Widerständen von 550 – 2800 Ohm, die Erfassungsraten von mehr als 50 kHz bei einer Auflösung von 1 K/µs ermöglichen.

Der temperaturabhängige Widerstand wird über eine Gleichstromquelle mit konstanten Referenzströmen versorgt. Es kann dann bei einer Temperaturänderung über die Spannung auf die Widerstandsänderung des Sensorelements zurückgeschlossen werden. Über ein drehzahlgesteuertes Triggersignal werden bei einer fixen Position des Sensors im Turbinenschaufelkanal bei periodischen Strömungsbedingungen (gleiche Rotordrehzahl) Spannungsmessungen durchgeführt.

Der Platin-Mäander der FRETT-Sonde kann in verschiedenen Designausführungen geliefert werden. Die Ausführungen unterscheiden sich in Breite und Abstand der Leiterbahnen. Auf diese Weise können verschieden hohe Widerstände realisiert werden. Die Gesamtgröße des Sensorelements bleibt dabei weitgehend konstant, mit einer Fläche von 0,14 – 0,15 mm².

FRETT-Sonden Patente:
WO 2010/142307 A1
US 2012/114011 A1

Funktionen

• Dynamische Totaltemperaturermittlung
• Bestimmung vollständiger Temperaturfelder
• hohe räumliche Auflösung (0,14 mm²)
• hohe zeitliche Auflösung (≥ 50 kHz)
• hohe Temperaturauflösung (1 K/µs)
• Vierleitermessung