Die Eintauchtiefe eines Temperatursensor im Feldeinsatz kann die Messgenauigkeit beeinflussen. In den meisten Anwendungen wird die Eintauchtiefe bezogen auf die Rohrmittellinie berechnet. Diese Methode ist für die meisten Anwendungen geeignet. Bei Rohren mit großem Durchmesser, Kolonnen, Industrieöfen und anderen Temperaturmessanwendungen ist dieses Verfahren jedoch möglicherweise nicht immer zweckmäßig. Es kann zu unnötigen Materialkosten führen oder die Montage und Befestigung erschweren.

Wenn ein Fluid durch eine Rohrleitung strömt, können unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten zu zwei Hauptströmungsformen führen: laminare Strömung und turbulente Strömung.

Die Fluidgeschwindigkeit ist im Rohrzentrum im Allgemeinen am höchsten und nahe der Rohrwand am niedrigsten. Bei geringer Strömungsgeschwindigkeit fließt das Fluid in Schichten mit nur geringer Durchmischung. Dies bezeichnet man als laminare Strömung.

Mit allmählich zunehmender Strömungsgeschwindigkeit beginnen die Stromlinien wellenförmig zu schwingen. Frequenz und Amplitude dieser Schwingungen nehmen mit der Strömungsgeschwindigkeit zu. Dies bezeichnet man als Übergangsströmung.

Wird die Strömungsgeschwindigkeit ausreichend hoch, sind die Stromlinien nicht mehr klar voneinander abgrenzbar. Im Strömungsfeld bilden sich zahlreiche kleine Wirbel und die laminare Struktur bricht zusammen. Benachbarte Fluidschichten gleiten nicht mehr nur aneinander vorbei, sondern vermischen sich. Das Fluid bewegt sich dann unregelmäßig mit Geschwindigkeitskomponenten quer zur Rohrachse. Diese Art der Strömung wird als turbulente Strömung.

Unter turbulenten Strömungsbedingungen muss der Temperatursensor lediglich die relativ dünne laminare Grenzschicht nahe der Rohrwand durchdringen, um die Temperatur des Mediums mit relativ geringen Abweichungen zu messen.

Unter laminaren Strömungsbedingungen werden Änderungen der vorgelagerten Temperatur zuerst in der Rohrmitte und erst danach allmählich nahe der Rohrwand erfasst. Die bei etwa einem Viertel des Rohrdurchmessers erfasste Temperaturänderung ist im Vergleich zur Rohrmitte nur geringfügig verzögert.

Aus diesem Grund muss die Eintauchtiefe eines Temperatursensors nicht immer bis zur Mitte der Rohrleitung reichen. Dies ist besonders bei Rohren mit großem Durchmesser wichtig. Andernfalls müsste der Temperatursensor unnötig lang sein, was die Kosten und das Beschädigungsrisiko erhöht.

Um eine genaue Messung zu gewährleisten, sollte das Messelement des Temperatursensors vollständig in das Messmedium eintauchen.

Die typischerweise erforderlichen Eintauchlängen sind wie folgt:

1. Gasmessung:

Thermoelement: Eintauchtiefe sollte größer sein als 95 mm.

RTD- und Bimetall-Temperatursensoren: Eintauchtiefe sollte größer sein als 115 mm.

2. Flüssigkeitsmessung:

Thermoelemente, RTDs und Bimetall-Temperatursensoren: Eintauchtiefe sollte größer sein als 46 mm.

3. Berechnung der Eintauchtiefe:
Eintauchtiefe des Temperatursensors = Anschlusslänge + Rohrwandstärke + Eintauchlänge

4. Rohrleitungen mit kleinem Durchmesser:
Wenn der Prozessrohrdurchmesser zu klein ist (weniger als 80 mm), sollte bei der Montage des Temperatursensors ein erweiterter Rohrabschnitt installiert werden.

6. Temperaturmessung in Kolonnen:
Bei allgemeinen Kolonnenanlagen reicht bei horizontalem Einbau des Temperatursensors im Allgemeinen eine Eintauchtiefe von ca. 300–400 mm aus.

Temperaturmessung in Kesselöfen:
Temperatursensoren werden üblicherweise horizontal eingebaut. Nach Abzug der Dicke des feuerfesten Materials muss ein Thermoelement lediglich ca. 150 mm in den Ofen hineinragen.

Die richtige Wahl der Eintauchtiefe des Temperatursensors trägt dazu bei, eine genaue Temperaturmessung zu gewährleisten und gleichzeitig unnötige Kosten sowie ein potenzielles Beschädigungsrisiko für den Sensor zu vermeiden.