Tempcontrol ontwikkelt temperatuursensor voor raketmotor van TU Delft

Vanuit Delft Aerospace Rocket Engineering (DARE) krijgt Tempcontrol de vraag om voor Team Axolotl een temperatuursensor te ontwikkelen voor toepassing in een raketmotor. De sensor moet onder extreme omstandigheden betrouwbare temperatuurmetingen kunnen uitvoeren, waarbij hoge druk, beperkte inbouwruimte en specifieke eisen aan de procesaansluitingen een belangrijke rol spelen.

Team Axolotl is onderdeel van DARE, een studentenorganisatie van de TU Delft die zich richt op de ontwikkeling en bouw van rakettechnologie. Het team werkt aan een zogenoemde liquid engine voor een hopper: een raket die gecontroleerd verticaal kan opstijgen, op hoogte kan blijven hangen en vervolgens weer kan afdalen. Deze technologie vormt een belangrijke stap in de ontwikkeling van herbruikbare raketsystemen.

Nauwkeurige metingen onder hoge druk

De temperatuursensoren zijn bedoeld om de temperatuur van lachgas en ethanol te meten voordat deze vloeistoffen in de verbrandingskamer worden geïnjecteerd. Hiervoor moeten de sensoren meten binnen een temperatuurbereik van -30 tot +130 °C en bestand zijn tegen druk tot maximaal 60 bar. Deze combinatie van omstandigheden stelt hoge eisen aan zowel de mechanische constructie als de meeteigenschappen van de sensor. Daarnaast moeten de procesaansluitingen voldoen aan ISO 6149-3 en moet de sensor passen binnen de beperkte beschikbare inbouwruimte van de raketmotor.

Compact en robuust ontwerp

Een van de grootste uitdagingen bij dit project is het combineren van een robuuste sensorconstructie met een betrouwbare temperatuurmeting. Voor een goede meting is het doorgaans wenselijk om voldoende insteeklengte te hebben, zodat de sensor de temperatuur van het procesmedium zo goed mogelijk meet en de invloed van de omgeving wordt beperkt. Wanneer de beschikbare insteeklengte beperkt is, kan een kleinere sensordiameter helpen om de meetprestaties te verbeteren. In deze toepassing is de beschikbare ruimte echter beperkt en zijn de mechanische eisen relatief zwaar. Daarom is gekozen voor een robuust ontwerp met een kleine sensortipdiameter, waardoor de gewenste stevigheid wordt bereikt en een goede temperatuurmeting wordt gerealiseerd.

Ook de productie van de sensor vraagt om een specifieke aanpak. Om de sensor passend te maken op de raketmotor, is deze aangepast aan de benodigde geometrie. Vervolgens is de sensortip aan de procesaansluiting gelast. 

Om de uitdaging op het gebied van de meetprestaties aan te pakken, heeft Tempcontrol gebruikgemaakt van een speciale interne constructie. Door de interne opbouw van de sensor af te stemmen op de beschikbare inbouwruimte en de gewenste meeteigenschappen, is het ontwerp erop gericht om ook bij een relatief korte insteeklengte en een stevige sensortip een betrouwbare temperatuurmeting mogelijk te maken.

Nieuwe uitdagingen in het vooruitzicht

De samenwerking met Team Axolotl laat zien dat temperatuurmeting soms vraagt om meer dan een standaardoplossing. Of het nu gaat om hoge drukken of beperkte inbouwruimte: Tempcontrol denkt graag mee over de mogelijkheden.

Juist wanneer standaardoplossingen niet volstaan, gaat Tempcontrol graag samen met de klant op zoek naar een passende, betrouwbare en technisch doordachte oplossing.