CH284473A - Widerstandsthermometer und Verfahren zu dessen Herstellung. - Google Patents

Description

  Widerstandsthermometer und Verfahren zu dessen Herstellung.    Für Temperaturen bis zu 500  C bediente       inan    sich bisher einer     Ausfühitingsform    von  Widerstandsthermometern, bei denen die Pla  tinspirale in Glas eingeschmolzen ist. Bei Tem  peraturen über 500  C konnten derartige  Thermometer wegen der Gefahr des     Plastisch-          werdens    des Glases nicht verwendet werden.

    Zur Erfassung des Temperaturbereiches zum  Beispiel, zwischen 500 und 1000  C hat man  eine andere     Ausführungsform    von Wider  standsthermometern verwendet, bei der ein  Platindraht auf einen     hochtemperaturbestän-          digen,    nichtmetallischen Träger, wie Quarz,  aufgewickelt ist. Da die Ofenatmosphäre die  Platinwicklung ungünstig beeinflusst und da  durch die Genauigkeit der Messung herabmin  dern würde, ist die Platinwicklung von einem  Schutzrohr umhüllt. Der Hauptnachteil dieser  Ausführungsform besteht jedoch darin, dass  die     Anzeigegeschwindigkeit    gering ist und  sehr häufig den praktischen Anforderungen  nicht genügt.  



  Aus den angeführten Gründen konnten sich  bisher Widerstandsthermometer trotz ihrer  theoretisch genaueren     Temperaturmessmöglich-          keit    nicht. in dem Masse in der Praxis ein  bürgern, wie das bei     Thermoelementen    der  Fall ist.  



  Die vorliegende Erfindung bezweckt nun,  die geschilderten Nachteile in einfacher Weise  zu überwinden und betrifft daher Wider-         standsthermometer    mit     Platinwicklung    sowie  ein Verfahren zur Herstellung desselben. Das  Widerstandsthermometer ist gemäss der Er  findung dadurch gekennzeichnet, dass auf  einem Träger, . welcher mindestens auf der  Aussenfläche aus einem elektrisch isolierenden       "Terkstoff    besteht, dessen     Erweichungspunkt     oberhalb 750  C liegt, eine     Platinmesswicklung     und unmittelbar auf dieser eine Deckschicht  angebracht ist.

   Das Verfahren zur Herstellung  eines solchen Thermometers ist dadurch ge  kennzeichnet, dass auf einen     Träger,    welcher  mindestens auf der Aussenfläche aus einem  elektrisch isolierenden     Werkstoff    besteht, des  sen     Erweichungspunkt    oberhalb von 750  C  liegt, eine     Platinmesswicklung    und auf dieser  eine Deckschicht aufgebracht wird.  



  Mit dem Widerstandsthermometer gemäss  der Erfindung kann eine gute mechanische  Festigkeit auch bei hohen Temperaturen er  reicht werden,. selbst dann, wenn die Verwen  dungstemperatur wesentlich über dem     Erwei-          chungspunkt    des als Deckschicht benutzten  Stoffes liegt.  



  Selbst in diesem Falle ist die     Messwick-          lung    immer noch vor schädlichen Einflüssen  von aussen, zum Beispiel aus dem zu messen  den Medium, geschützt. Bei geeigneter Aus  bildung kann eine verhältnismässig grosse An  sprechgeschwindigkeit erzielt werden, da le  diglich der     Wärmeleitwiderstand    der Deck-           schicht,        die        verhältnismässig    sehr dünn sein       kann,    zu     überwinden    ist.

   Die     Anzeigegeschwin-          digkeit    lässt sich noch     erhöhen,        wenn    der  keramische Träger als offenes Röhrchen aus  gebildet ist. Diese Vorteile erlauben eine An  wendung solcher Thermometer für präzise       Temperaturmessingen    in strömenden Gasen  oder     Flüssigkeiten    innerhalb eines bisher nicht  möglichen weiten Temperaturbereiches.  



  Der Träger kann aus einem Stab oder  zweckmässig einem Röhrchen, zum Beispiel aus  keramischem oder     oxydkeramischem    Material,  bestehen, dessen     Erweichungspunkt    oberhalb  von ' 1200  C liegt, vorzugsweise aus Sinter  korund. Auch Mehrfach -     Kapillarröhrchen     kommen in Frage. Auf diesem Träger ist die       Platinmesswicklung    angebracht, sei es in     Zick-          zacklagen    parallel zur Längsachse des Trä  gers, sei es als mono- oder     bifilare        schrauben-          linienförmige    Wicklung.

   Man kann durch  Verwendung oberflächlich entsprechend profi  lierter Träger die Befestigung des Platin  drahtes erleichtern. Zur     Stromzuführung    kann  bei Verwendung von Röhrchen das Rohrinnere  verwendet werden, das gegebenenfalls . durch       Bohrungen    mit der Oberfläche in Verbindung  steht.

       NTTach        Aufbringung    der     Messwicklung          wird    diese nun noch mit der Deckschicht über  zogen,     die    vorzugsweise aus Glas mit einem  oberhalb von 750  C     liegenden        Erweichimgs-          punkt    besteht, und zwar so, dass keinerlei       Luftspalt        zwischen    Deckschicht und Platin  entsteht     -und    daher ein guter Wärmeüber  gang gewährleistet ist.

   Das Aufbringen der  Deckschicht kann auf verschiedene Weise ge  schehen, beispielsweise durch Bepudern mit  Glaspulver oder Umwickeln mit Glasfasern  und anschliessendes Erhitzen über die Verflüs  sigungstemperatur des betreffenden     .Glases.     Zur Bildung der Deckschicht kann das Glas  auch in anderer Form aufgebracht werden,  beispielsweise in Form     gezwirnter    Fäden.  Lunte, Gespinst usw. Auch kann der     Deck-          schiehtüberzug    aufgespritzt werden.

   Beson  ders bewährt haben sich     alkaliarme    oder     alkali-          freie    Gläser, zum Beispiel     Erdalkalisilikate.     Es kann auch     erdalkali-    oder     tonerdereiches     Glas     verwendet    werden.

           Überraschenderweise    hat. sich gezeigt, dass  ein     Widerstandsthermometer,        bestehend        aus     einem keramischen Träger, der Platinspirale  und einer     Glasdeekschicht,    bei wesentlich hö  heren Temperaturen     verwendet    werden kann,  als es bei den bisher     üblichen    aus Glas beste  henden     Widerstandsthermometern    der Fall  war, was voraussichtlich auf die Verwendung  eines stabilen Trägers zurückzuführen ist.

   So  hat sich zum Beispiel gezeigt, dass bei Anwen  dung     erdalkalireicher    bzw.     hochtonerdehaltiger     Gläser Messungen bis     z11    800  C bedenkenlos  durchgeführt werden können. An Stelle von  Glasüberzügen können auch solche ans Email  verwendet werden, wobei darauf zu achten ist,  dass sie einen angenähert gleichen Ausdeh  nungskoeffizienten wie das Trägermaterial  haben und weder mit dem Trägermaterial  noch mit dem Platin reagieren und dadurch  die     Messgenauigkeit    beeinträchtigen.

   Handelt  es sich um besonders hohe Temperaturen, so  kann man sich auch einer Deckschicht aus       hochtemperaturbeständigen    Oxyden,     Oxvd-          gemischen    und dergleichen bedienen. Beson  ders     günstige    Ergebnisse wurden mit kera  mischen     Deckschichten    ans     Aluminiumoxvcl     erzielt.

   Dieses braucht nicht bei der hohen  Brenntemperatur des     Sinterkorunds    von mehr  als 1700  C aufgebrannt zu werden, was der  Platinwicklung nicht zuträglich wäre; es ge  nügt     vielmehr,    den mit der     -N#@Ticklung        ver-          sehenen-Träger        anzufeuchten,    mit feinem     Al1i-          miniumoxydpulver    einzupudern und bei Tem  peraturen von etwa 1100  C aufzubrennen,  sowie schliesslich diesen Vorgang noch ein- bis  zweimal zu wiederholen.

   Man kann das Auf  bringen der keramischen Deckschicht auch  dadurch erleichtern, dass man zum Beispiel  eine Mischung mit mindestens 95 Gewichts  prozent     Aluminiumoxydpulv    er und mit höch  stens 5 Gewichtsprozenten eines oberhalb  von 750  C erweichenden, Trittenden oder     sin-          ternden    Zusatzes, zum Beispiel aus Glaspulver,  verwendet, wodurch schon bei verhältnismässig  niedrigeren Temperaturen     Frittung    bzw.     Sin-          terung    erzielt wird.  



  An Stelle eines Trägers aus Keramik kann  auch ein solcher mit. einem Metallkern ver-      wendet werden, auf dem dann zunächst eine  elektrisch isolierende Mantelschicht nach obi  gen Angaben, hierauf die     Platinmesswicklung     und anschliessend eine Deckschicht zweck  mässig der gleichen Art wie diejenige des  Mantels aufbringt.

   Die Art des     Metalles    für  den Trägerkern wird zweckmässig so gewählt,  dass es einerseits oxydationsbeständig sowie  bei erhöhter Temperatur     zunderfest    ist und  weiterhin einen angenähert gleichen Ausdeh  nungskoeffizienten wie das für den Mantel  und die Deckschicht gewählte Material besitzt.,  also beispielsweise bei glasartigen Mantel- und  Deckschichten Eisen - Nickel - Mangan- oder       Eisen-Chrom-Legierungen.    Thermometer dieser  Art; eignen sich speziell für die Messung in  sehr stark     störmenden    Medien, in denen unter  Umständen auch mit dem Aufprall fester  Teilchen gerechnet werden muss.

   Sie besitzen  gegenüber den Thermometern mit kerami  schem Trägerkörper eine erhöhte Knick- und       Bruchfestigkeit.     



  Die beiliegende Zeichnung zeigt. zwei Aus  führungsbeispiele des Erfindungsgegenstan  des.  



       Fig.    1 zeigt eine     Ausführungsform    in An  sicht, teilweise im Mittellängsschnitt.  



       Fig.    2 zeigt eine weitere Ausführungsform  im     Längsmittelschnitt.     



  Bei der Ausführungsform gemäss     'Fig.    1  ist auf einen rohrförmigen Träger     a,    aus     kera:          misehem    Material, zum Beispiel aus Sinter  tonerde, eine     Messwicklung        2v    aus Platin und  auf dieser eine Deckschicht     b    aus hochschmel  zendem Glas mit, einem oberhalb von 750  C  liegenden     1i,rweicliungspunkt    angebracht. Die  Stromzuführung erfolgt durch den Rohrhohl  raum.  



  Bei der     Ausführungsform    nach     Fig.    2 be  steht der Träger aus einem rohrförmigen Trä  gerkern     a1    aus Metall, der auf der Aussen  seite mit einem elektrisch isolierenden Man  tel d aus Email oder Glas versehen ist, dessen       Erweichungspunkt    oberhalb 750  C liegt und  auf dem die     Platinmesswicklung    angebracht  ist. Auf dieser befindet sich die Deckschicht b  aus Email oder Glas.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Widerstandsthermometer mit Platinmess- wicklung, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Träger, welcher mindestens auf der Aussenfläche aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff besteht, dessen Erweichungspunkt oberhalb 750 C liegt, eine Platinmesswicklung und unmittelbar auf dieser eine Deckschicht angebracht ist.

   II. Verfahren zum Herstellen eines Ther mometers gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass auf einen Träger, welcher mindestens auf der Aussenfläche aus einem elektrisch isolierenden -Werkstoff besteht, des sen Erweichungspunkt oberhalb von 750 C liegt, eine Platinmesswicklung und auf dieser eine Deckschicht aufgebracht wird. UNTERANSPRÜCHE: 1. Thermometer nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger als Stab ausgebildet ist. 2.

   Thermometer nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger als Röhrchen ausgebildet ist und aus einem Ma terial besteht, dessen Erweichungspunkt ober halb von 1200 C liegt. 3. Thermometer nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus osydkeramischem Material besteht. 4. Thermometer . nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger. als Röhrchen aus Aluminiiunolyd ausgebildet ist. 5. Thermometer nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht aus Glas mit einem oberhalb von 750 C lie genden Erweichungspunkt besteht. 6.

   Thermometer nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht aus alkaliarmem Glas besteht. 7. Thermometer nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht aus einem Erdalkaliglas besteht. ä. Thermometer nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht aus tonerdereichem Glas besteht. 9. Thermometer nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht äüs aufgesintertem oder aufgefrittetem kera mischem Material besteht. 10.

   Thermometer nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht zii mindestens 95 Gewichtsprozenten aus Alu- minimnoxyd besteht und daneben ein Tritten des Material enthält mit einem oberhalb von 750 C liegenden Erweichimgspunkt. 11. Thermometer nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus einem Metallkern besteht der ,mit einem elek trisch isolierenden Mantel.versehen ist. 12. Thermometer nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel aus dem gleichen Material besteht wie die Deck schicht. 13.

   Thermometer nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkern aus einem oxydationsbeständigen und in ihrer thermischen Ausdehnung dem Mantel ange- passter Metallegierung besteht. 14. Thermometer nach Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkör per aus einer Eisen-Nickel-Mangan-Legierung besteht. 15. Thermometer nach Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkör per aus einer Eisen-Chrom-Legierung besteht.

   16. Verfahren nach Patentanspruch Il, dadurch gekennzeichnet, da.ss zur Bildung der Deckschicht das Glas in loser Form auf den mit der Messwicklung versehenen Trägerkör per aufgebracht wird und dann durch Er hitzung in eine luftspaltfreie Deckschicht übergeführt wird. 17. Verfahren nach Unteranspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas in Form von Fasern aufgebracht wird.. 18. Verfahren nach Unteranspruch 16, dadurch gekennzeichnet., dass das Glas in Form von gezwirnten Fäden aufgebracht wird. 19. Verfahren nach Unteranspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas in Form von Lunte aufgebracht wird. 20.

   Verfahren nach Unteranspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas in Form von Gespinst aufgebracht wird. 21. Verfahren nach Unteranspiuieh 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas in Form von Pulver aufgebracht wird. 22. Verfahren nach Patentanspruch Il, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht durch Aufspritzen gebildet wird. 23. Verfahren nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, da.ss die Deckschicht durch Aufspritzen von Glas gebildet wird.