Tempcontrol ontwikkelt temperatuursensor voor raketmotor van TU Delft

Vanuit Delft Aerospace Rocket Engineering (DARE) kreeg 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 vereniging van studenten binnen de TU Delft die zich richt op de ontwikkeling en bouw van rakettechnologie. Team Axolotl werkt aan een 600 N 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 een druk van 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 was 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.

Dat heeft ook zijn weerslag op de productie. Om de sensor passend te maken op de raketmotor, is deze aangepast aan de benodigde geometrie. Vervolgens is de sensortip aan de procesaansluiting gelast.