Thermoelement Die Erfindung bezieht sich auf ein Th:ermoelement, welches Dur Messung hoher Temperaturen, bis zu etwa 1425 C, verwendet werden kann.
Thermoelemente zur Messung hoher Temperaturen, welche miteinander gekuppelte Drähte aus verschiede nen Edelmetalle,gierurngen., nachstehend: als Thermo- schenkel oder kurz Schenkel bezeichnet, aufweisen, sind bekannt. Ein solches bekanntes Thermoelement besitzt einen Platinschenkel, der mit einem aus etwa 10 % Rhodium und 90 % Platin bestehenden zweiten Schenkel gekuppelt ist.
Dieses Thermoelement tat eine Ausgangsspannung im Bereich von etwa 3 Minivolt bei 400 C bis etwa 14 Minivolt bei 1425 C.
Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Thermo- elementes, welches eine höhere Ausgangsspannung abgeben kann als bekannte 'fhermoelemente. Eine hö here Ausgangsspannung ermöglicht eine genauere Mes sung kleiner Temperaturänderungen mit weniger emp findlichen und, daher billigeren Messgeräten.
Wenn die Schenkel eines Thermoelementes über Anschlussleiter aus anderen Metallen als die Schenkel mit einem Mess- gerät verbunden sind, dann vermindert eine höhere Thermospannung auch den störenden Einfluss dieser anderen Metalle.
Das. erfindungsgemässe Thermoelement ist dadurch gekennzeichnet, dass es einen Thermoschenkel aufweist, welcher aus 25 bis 40 Gew.% Gold, 50 bis 70 Gew.% Palladium und 0 bis 15 Gew.% Platin besteht.
Das Thermoelement kann vorzugsweise einen zwei ten Th@ermoschenkel aufweisen, der aus 0 bis 70 GewA Palladium, 25 bis 90 Gew.% Platin und 2 bis 15 Gew. Rhodium zusammengesetzt ist.
Mit Rücksicht auf die hohen Kosten der Edelmetall- legierungen ist es wünschbar, diese Edelmetallschenkel so kurz wie möglich zu halten. Daher können die Thermo- schenkel mit Anschlussleitern aus Nichtedelmetallen ver bunden sein.
Anhand der Zeichnung werden nachstehend Aus führungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. l einen Längsschnitt durch ein Thermoelement und Fig. 2 eine graphische Wiedergabe eines Zusammen setzungsbereiches für Legierungen für den negativen Schenkel dies Thermoelementes.
Gemäss Fig. 1 weist ein Thermoelement einen ne gativen Schenkel 10 und einen positiven Schenkel 11 auf, die bei 12, dem Heisspunkt, zusammengeschmolzen sind. Der Heisspunkt ist die Stelle, welche der zu messenden Hitze ausgesetzt wird. Mit den Schenkeln 10 und 11 sind Leiterdrähte 14 und 15 aus Nicht- odelmetallen verbunden, die zu nicht dargestellten Mess- geräten, wie Voltmetern und Galvanometern, führen. Die Leiterdrähte 14 und 15 sind mit den Schenkeln 10 bzw. 11 an den Knotenpunkten 16 bzw. 17 ver bunden.
Eine Isolier- und Schutzhülse 18 bedeckt ein Teil der Schenkel 10 und 11 und der Leiter 14 und 15. Die Schutzhülse 18 bestehst normalerweise aus hitzebe- ständigem Metall und ist mit Isoliermaterial, wie Magne sia oder Tonerde, gefüllt, welches die Schenkel und Leitungsdrähte im Abstand voneinander hält und von, einander innerhalb der Hülse isoliert.
Die Edelmetallegierung für den negativen Schenkel 10 des dargestellten Thermoelementes ist eine Legierung von Gold (Au), Palladium (Pd) und Platin (Pt) in den Gewichtsverhältnissen von 25 bis 40 % Au, 50 bis 70 Pd,und 0 Iris 15 % Pt.
Der Bereich der Zusammensetzungen dieser Edel metalle für den negativen Schenkel ist in Fig. 2 darge stellt, welche ein Dreiecks-Diagramm ist. Obschon die besondere Zusammensetzung der Schenkel 10 und 11 und der Leiterdrähte 14 und 15 alle für die Charak teristik des Thermoelementes zusammenwirken, ist die Zusammensetzung des negativen Schenkels 10 aus schlaggebend für @die Bestimmung und Einstellung der Charakteristik :dies Thermoelementes.
In zig. 2 stellt die Fläche des Diagram@mes inner halb der Nummern 1, 2, 3 und 4 den Zusammenset zungsbereich der Legierung aus Gold, Palladium und Platin für den negativen Schenkel 10 des gezeichneten Hochtemperatur-Thermoelementes dar. Die Zusammen setzung des negativen Schenkels kann inn@erhalb@ des Bereiches der Fläche 1, 2, 3, 4 gemäss den gewünschten Eigenschaften gewählt werden.
Die obere Grenze des Goldgehaltes liegt bei 40 %, da mehr als diese Menge den Schmelzpunkt des Schenkels auf einen Wert her absetzen könnte, bei dem der Schenkel unbefriedigend für die in Betracht kommenden hohen Temperaturen wäre. Die obere Grenze des Palladiumgehaltes liegt bei 70 /10, da mehr davon die erwünschte hohe elek tromotorische Kraft des Schenkels herabsetzen würde.
Wie angegeben, beträgt der Platingehalt im nega tiven Schenkel 10 zwischen 0 und 15 %. Mehr davon setzt die Ausgangsspannung dies Thermoelemente:s herab. Das Platin kann beigegeben werden, um Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Erschütterungen zu er geben, aber für gewisse Anwendungen, wie die Messung von Ofentemperaturen, wird das Thermoelement keinen erheblichen Beanspruchungen oder Erschütterungen un terworfen, so dass Platin in der Legierung weggelassen werden kann.
Thiermoelemente, welche zur Überwa chung der Temperatur von Düsenantrieben verwendet werden, müssen dagegen fähig sein, Beanspruchungen und Erschütterungen zu widerstehen, daher wird der Le gierung Platin zugegeben. Im Diagramm der Fig. 2 sind die Legierungen für negative Schenkel, die be sonders für die Verwendung mit Düsenantrieben geei- net sind, durch die Fläche innerhalb der Zahlen 5, 6, 7 und 8 dargestellt. Diese Fläche enthält Legierungen, die 26 bis 39 % Gold, 52 bis 68 % Palladium und 3 bis 12 % Platin enthalten.
Der positive Schenkel 11 des dargestellten Thermo- elementes besteht aus :einer Legierung von Palladium (Pd), Platin (Pt) und Rhodium (Rh) im Verhältnis von 0 bis<B>70</B> % Pd, 25 bis 90 7ö Pt und 2 bis 15 % Rh.
Die Ausgangsspannungen von Beispielen der obigen Legierungen, gekuppelt mit Platin, sind für verschiedene Temperaturen in den nachstehenden Tabellen I und II angegeben.
EMI0002.0037
<I>Tabelle <SEP> 1</I>
<tb> Elektromotorische <SEP> Kraft <SEP> am <SEP> negativen <SEP> Schenkel <SEP> in <SEP> Minivolt
<tb> Legierung <SEP> G <SEP> Au <SEP> oho <SEP> <B>CTew.</B> <SEP> % <SEP> Gewt. <SEP> /<U>u</U> <SEP> 4000 <SEP> C <SEP> 6000 <SEP> C <SEP> 8000 <SEP> C <SEP> 1000<B>0</B> <SEP> C <SEP> 12000 <SEP> C <SEP> l4000 <SEP> C <SEP> 14250 <SEP> C
<tb> 1 <SEP> 30 <SEP> 70 <SEP> 0 <SEP> -8,14 <SEP> -13,70 <SEP> -19,88 <SEP> -26;
53 <SEP> -32,87 <SEP> -39,25 <SEP> -40,15
<tb> 2 <SEP> 40 <SEP> 60 <SEP> 0 <SEP> -10,07 <SEP> -17,04 <SEP> -24,66 <SEP> -32,41 <SEP> -40,07 <SEP> <B>-47,37</B> <SEP> -48,26
<tb> 3 <SEP> 39 <SEP> 58,5 <SEP> 2,5 <SEP> -8,67 <SEP> -14,91 <SEP> -21,82 <SEP> -29,00 <SEP> -36,15 <SEP> -43,06 <SEP> -43,92
<tb> 4 <SEP> 38,2 <SEP> 57,3 <SEP> 4,5 <SEP> -7,79 <SEP> -13,56 <SEP> -20,08 <SEP> -26,90 <SEP> -33,60 <SEP> -40,30 <SEP> -41,l2
<tb> 5 <SEP> 38 <SEP> 57 <SEP> 5 <SEP> -7,58 <SEP> -13,20 <SEP> -l9,60 <SEP> -26,30 <SEP> -33,00 <SEP> -39,55 <SEP> -40,35
<tb> 6 <SEP> 37 <SEP> 55,5 <SEP> 7,5 <SEP> -6,74 <SEP> -11,82 <SEP> -17,70 <SEP> -23,90 <SEP> -30,17 <SEP> -36,39 <SEP> -37,15
<tb> 7 <SEP> 36,9 <SEP> 55,4 <SEP> 7,7 <SEP> -6,67 <SEP> -11,70 <SEP> -l7,54 <SEP> -23,70 <SEP> -29,96 <SEP> -36,13 <SEP> -36,89
<tb> 8 <SEP> 37 <SEP> 55 <SEP> 8 <SEP> -6,58 <SEP> -11,52 <SEP> -17,
29 <SEP> -23,41 <SEP> -29,64 <SEP> -35,74 <SEP> -37,49
<tb> 9 <SEP> 36 <SEP> 54 <SEP> <B>10</B> <SEP> -5,89 <SEP> -10,46 <SEP> -15,82 <SEP> -21,60 <SEP> -27,50 <SEP> -30,31 <SEP> -34,02
EMI0002.0038
<I>Tabelle <SEP> 11</I>
<tb> Elektromotorische <SEP> Kraft <SEP> am <SEP> positiven <SEP> Schenkel <SEP> in <SEP> Minivolt
<tb> Legierung <SEP> G<B>P <SEP> d</B> <SEP> G <SEP> Wt.oo <SEP> Gew<U>h</U>% <SEP> 4000 <SEP> C <SEP> 6000 <SEP> C <SEP> 8000 <SEP> C <SEP> 10000 <SEP> C <SEP> 12000 <SEP> C <SEP> 14000 <SEP> C <SEP> 14250 <SEP> C
<tb> 10 <SEP> 0 <SEP> 90 <SEP> 10 <SEP> +3,25 <SEP> +5,22 <SEP> +7,33 <SEP> +9,57 <SEP> +l1,93 <SEP> +14,34 <SEP> +l4,64
<tb> 11 <SEP> 0 <SEP> 87 <SEP> 13 <SEP> +3,40 <SEP> +5,56 <SEP> +7,93 <SEP> +l0,47 <SEP> +13,19 <SEP> +l5,97 <SEP> +l6,32
<tb> 12 <SEP> 38 <SEP> 57 <SEP> 5 <SEP> +4,l7 <SEP> +6,90 <SEP> +9,74 <SEP> +l2,
67 <SEP> +15,58 <SEP> +l8,40 <SEP> +l8,73
<tb> 13 <SEP> 57 <SEP> 38 <SEP> 5 <SEP> +4,75 <SEP> +7,66 <SEP> +l0,60 <SEP> +l3,43 <SEP> +16,08 <SEP> +l8,45 <SEP> +l8,77
<tb> 14 <SEP> 61 <SEP> 33 <SEP> 6 <SEP> +5,00 <SEP> +7,96 <SEP> +l1,00 <SEP> +13,86 <SEP> +l6,55 <SEP> +18,91 <SEP> +19,23
<tb> 15 <SEP> 60 <SEP> 32 <SEP> 8 <SEP> +5,20 <SEP> +8,42 <SEP> +11,71 <SEP> +l4,94 <SEP> +l8,02 <SEP> +20,81 <SEP> +21,l0 Die elektromotorische Kraft der Ausgangsspannung eines Thermoelemenhes mit einem negativen Schenkel aus einer Legierung nach der Tabelle I und mit einem positiven Schenkel aus einer Legierung nach der Ta belle II, bei einer bestimmten Temperatur,
entspricht der Differenz der elektromotorischen Kräfte einer jeden der Legierungen bei der gegebenen Temperatur. Zum Beispiel ist bei einer Temperatur von 10000 C die elek tromotorische Kraft eines Thermoelementes zwi schen den Legierungen 1 und 14, welche den negativen und positiven Schenkel bilden, gleich 40,39 Minivolt. Wie, früher ausgeführt, verbinden Leiter, wie zum Beispiel die Leiterdrähte 14 und 15, die Schenkel 10 und 11 mit einem Voltmeter oder andern Messgerät.
Im Betrieb wird vom Heisspunkt 12 aus Wärme durch die Schenkel 10 und 11 zu den Knotenpunkten 16 und 17 geleitet, und die Temperatur andienen Knotenpunk- ten ist niedriger als die Temperatur des Heisspunktes, aber proportional zu dieser.
Um eine Verzerrung der Ausgangsspannungscharakteristik des Th@ermoelementes durch die Knotenpunkte 16 und 17 zu vermeiden, werden die Materialien, aus denen :die Leiterdrähte 14 und 15 bestehen, so gewählt, dass sie, zu einem Thermoelement miteinander verbunden,
bei den an den Knotenpunkten zu erwartenden Temperaturen möglichst gleich grosse Thermospannungen und gleiche Ausgangs- spannungscharaktcristiken ergeben wie die beiden Schen kel 10 -und 11.
Die Temperaturen, welchen die Edelmetallschenkel 10 und 11 am Heisspunkt 12 ausgesetzt werden, sind wie erwähnt höher als die Temperaturen der Knoten- punkte 16 und 17;
aber für die Anpassung der Leiter drähte 14 und 15 an die Edelmetallschenkel 10 und 11 sind ,die Eigenschaften :der Leiterdrähte und der Edel- metallschenkel beiden an .den Knotenpunkten 16 und 17 auftretenden Temperaturen massgebend.
Die genaue Temperatur an den Knotenpunkten in Abhängigkeit von der Temperatur des Heisspunktes 12 wird natürlich durch die Länge der Edelmetall sch:enkel 10 und 11 und durch die Wärmeisolierung der Knotenpunkte bestimmt. In dem dargestellten Thermoelement, das besonders zur genauen Messung ho her Temperaturen bis zu etwa 1425 C geeignet ist, sind die Knotenpunkte 16 und 17 so angeordnet, dass sie bei einer Temperatur von etwa 1400 C des Heiss punktes 12 ungefähr 400 bis 700 C kühler als dieser sind.
Entsprechend sollte :die Charakteristik der Lei- terdrähte 14 und 15 mit :derjenigen der Schenkel 10 und 11 im Temperaturbereich von etwa 500 bis 1000 C möglichst weitgehend übereinstimmen. Daher werden Leiterdrähte 14 und 15 bevorzugt, deren, elektromo- torische Kraft bei Temperaturen zwischen 500 und 1000 C um nicht mehr als etwa 0,75 Minivolt von der elektromotorischen Kraft der Schenkel 10 und 11 abweicht.
Nichtedelmetallegicrungen, die sich besonders eig nen, sind für den negativen AnGchlussleiter 14: 78,5 bis 98,5 % Nickel (Ni), 1 bis 5 %: Aluminium (Al), 0,5 bis 1,5 % Silizium (Si) und 0 bis 15 % Kupfer (Cu) und für ,den positiven Anschlussleiter 15: 33 bis 85 % Nickel (Ni), 10 bis 20 % Chrom (Cr), 0 bis 45 % Eisen (Fe), 0 bis 1,5 % Silizium (Si) und 0 bis 0;5 % Mangan (Mn).
Die nachstehenden Tabellen III und IV zeigen die Ausgangsspannung in Minivolt von Beispielen :der obi gen Legierungen, gekuppelt mit Platin, bei Tempera turen von 400 bis 1000 C.
EMI0003.0065
<I>Tabelle <SEP> 111</I>
<tb> Elektromotorische <SEP> Kraft <SEP> am <SEP> negativen <SEP> Leiter <SEP> in <SEP> Millivolt
<tb> Legierung <SEP> Ni <SEP> A1 <SEP> Si <SEP> Cu <SEP> 400 <SEP> C <SEP> 500 <SEP> C <SEP> 600 <SEP> C <SEP> 700 <SEP> C <SEP> 800 <SEP> C <SEP> 900 <SEP> C <SEP> 1000 <SEP> C
<tb> 16 <SEP> 96 <SEP> 3 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> -5,32 <SEP> <B>-6,79 <SEP> -8,35</B> <SEP> -9,96 <SEP> -11,61 <SEP> -13;
25 <SEP> -14,84
<tb> 17 <SEP> 92 <SEP> 3 <SEP> 1 <SEP> 4 <SEP> <B>-6,26 <SEP> -8,07</B> <SEP> -9,93 <SEP> -11,81 <SEP> -13,73 <SEP> -15,62 <SEP> -17,43
<tb> 18 <SEP> 90,6 <SEP> 3 <SEP> 1 <SEP> 5,4 <SEP> -6,53 <SEP> <B>-8,38</B> <SEP> -10,31 <SEP> -12,30 <SEP> -14,28 <SEP> -16,24 <SEP> -18,14
<tb> 19 <SEP> 90 <SEP> 3 <SEP> 1 <SEP> 6 <SEP> <B>-6,73 <SEP> -8,63</B> <SEP> -10,65 <SEP> -12,68 <SEP> -14,71 <SEP> -16,73 <SEP> -18,69
<tb> 20 <SEP> 87 <SEP> 3 <SEP> 1 <SEP> 9 <SEP> -7,35 <SEP> -9,45 <SEP> -11,60 <SEP> -13,83 <SEP> -16,05 <SEP> -18,12 <SEP> -20,25
<tb> 21 <SEP> 86,4 <SEP> 3 <SEP> 1 <SEP> 9,6 <SEP> -7,58 <SEP> -9,73 <SEP> -11,84 <SEP> -14,15 <SEP> -16,39 <SEP> -18,58 <SEP> -20,
70
EMI0003.0066
<I>Tabelle <SEP> IV</I>
<tb> Elektromotorische <SEP> Kraft <SEP> am <SEP> positiven <SEP> Leiter <SEP> in <SEP> Millivolt
<tb> Legierung <SEP> Ni <SEP> Cr <SEP> Fe <SEP> si <SEP> Mn <SEP> 400 <SEP> C <SEP> 500 <SEP> C <SEP> 600 <SEP> C <SEP> 700 C <SEP> 800 <SEP> C <SEP> 900 <SEP> C <SEP> 1000 <SEP> C
<tb> 22 <SEP> 77 <SEP> 16 <SEP> 7 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> +7,3 <SEP> +9,67 <SEP> +12,20 <SEP> +14,99 <SEP> +17,81 <SEP> +20,80 <SEP> +23,60
<tb> 2<I>3</I> <SEP> 78,6 <SEP> 20 <SEP> 0 <SEP> 1,3 <SEP> 0,1 <SEP> +6,59 <SEP> +8,82 <SEP> +l1,04 <SEP> +l3,56 <SEP> +16,09 <SEP> +l8,80 <SEP> +21,71
<tb> 24 <SEP> 65 <SEP> 15 <SEP> 20 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> +5,00 <SEP> +6,84 <SEP> +8,60 <SEP> +10,80 <SEP> +13,00 <SEP> +15,47 <SEP> +l8,00
<tb> 25 <SEP> 60 <SEP> 15 <SEP> 23;
6 <SEP> 1,3 <SEP> 0,1 <SEP> +4,93 <SEP> +6,78 <SEP> +8,56 <SEP> +10,74 <SEP> +12,89 <SEP> +l5,37 <SEP> +l7,90
<tb> 26 <SEP> 35 <SEP> 20 <SEP> 45 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> +3,50 <SEP> +4,70 <SEP> +6,20. <SEP> +7,80 <SEP> +9,60 <SEP> +11,72 <SEP> +14,02
<tb> 27 <SEP> 35 <SEP> 20 <SEP> 43,6 <SEP> 1,3 <SEP> 0,1 <SEP> +3,36 <SEP> +4,62 <SEP> +6,12 <SEP> +8,80 <SEP> +9,52 <SEP> +11,55 <SEP> +13,65 Die nachstehende Tabelle V gibt sechs Beispiele von Thermoelementen an,
mit Paaren von Leitungs- drähten aus .den Tabellen III und IV vereinigt mit Paaren von Schenkeln aus Edelmetallegierungen aus den Tabellen I und IT. Die abgegebenen elektromotori schen Kräfte der Schenkel und Leitungsdrähte werden .bei Temperaturen von 500 bis 1000 C verglichen und die
Differenzen angegeben. In diesem Bereich von 500 bis 1000 C kann die Temperatur der Knoten punkte 16 und 17 liegen oder gehalten werden, wenn der IIessspunkt sich auf etwa 1000 bis 1425 C be findet,. was der ungefähre Temperaturbereich ist, inner- halb welchem Thcrmoelemente .der beschriebenen Art besonders geeignet sind.
Wenn die Ausbildung und Anordnung dies Thermo- elementes in bezug zur Wärmequelle festgelegt ist, kann die Temperatur der Knotenpunkte 1,6 und 17 relativ zu .derjenigen :der Heissstelle 12 bestimmt wer den.
Es kann dann eine Kombination von Leitungs- drähten und Schenkeln mit Rücksicht auf eine beson dere Temperatur gewählt werden, bei der .das Thermo- element möglichst genau ein soll. Dies wird nachstehend ausführlicher an Hand der Beispiele in folgender Tabelle V erläutert.
EMI0004.0001
<I>Tabelle <SEP> V</I>
<tb> Vergleich <SEP> der <SEP> elektromotorischen <SEP> Kräfte <SEP> (EMK) <SEP> in <SEP> Minivolt <SEP> der <SEP> Schenkelpaare <SEP> und <SEP> Drahtleiterpaare
<tb> Thermoelement <SEP> Legierung <SEP> 500 <SEP> C <SEP> 600 <SEP> C <SEP> 700 <SEP> C <SEP> 800 <SEP> C <SEP> 900 <SEP> C <SEP> 1000 <SEP> C
<tb> A <SEP> Schenkel <SEP> 14 <SEP> X <SEP> 1 <SEP> 17,43 <SEP> 21,66 <SEP> 26,24 <SEP> 30,88 <SEP> 35,53 <SEP> 40,39
<tb> Leiter <SEP> 23 <SEP> X <SEP> 19 <SEP> 17,45 <SEP> 21,69 <SEP> 26,24 <SEP> 30,80 <SEP> 35,53 <SEP> 40,40
<tb> Differenz <SEP> EMK <SEP> +0,02 <SEP> + <SEP> 0,03 <SEP> <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 0,08 <SEP> <SEP> 0 <SEP> <B>+0,01</B>
<tb> B <SEP> Schenkel <SEP> 12 <SEP> X <SEP> 8 <SEP> 14,41 <SEP> 18,39 <SEP> 22,74 <SEP> 27,03 <SEP> 31,52 <SEP> 36,08
<tb> Leiter <SEP> 25 <SEP> X <SEP> 18 <SEP> 15,
<B><I>1</I></B>6 <SEP> 18,87 <SEP> 23,04 <SEP> 27,17 <SEP> 31,61 <SEP> 36,04
<tb> Differenz <SEP> EMK <SEP> <B>+0,75</B> <SEP> +0,48 <SEP> <B>+0,30</B> <SEP> +0,14 <SEP> <B>+0,09</B> <SEP> -0,04
<tb> C <SEP> Schenkel <SEP> 12 <SEP> X <SEP> 7 <SEP> 14,72 <SEP> 18,60 <SEP> 22,94 <SEP> 27,28 <SEP> 31,83 <SEP> 36,37
<tb> Leiter <SEP> 24 <SEP> X <SEP> 18 <SEP> 15,22 <SEP> 18,9<B>1</B> <SEP> 23,10 <SEP> 27,28 <SEP> 31,71 <SEP> 36,14
<tb> Differenz <SEP> EMK <SEP> <B><I>+0,50</I> <SEP> +0,31 <SEP> +0,16</B> <SEP> <SEP> 0 <SEP> -0,12 <SEP> <B>-0,23</B>
<tb> D <SEP> Schenkel <SEP> 12 <SEP> X <SEP> 6 <SEP> 14,81 <SEP> 18,72 <SEP> 23,08 <SEP> 27,44 <SEP> 32,00 <SEP> 36,57
<tb> Leiter <SEP> 25 <SEP> X <SEP> 18 <SEP> 15,16 <SEP> 18,87 <SEP> 23,04 <SEP> 27,17 <SEP> 31,61 <SEP> 36,04
<tb> Differenz <SEP> EMK <SEP> <B>+0,25 <SEP> <I>+0,15</I></B> <SEP> -0,04 <SEP> <B>-0,27 <SEP> -0,
39 <SEP> -0,53</B>
<tb> E <SEP> Schenkel <SEP> 10 <SEP> X <SEP> 4 <SEP> 14,91 <SEP> 18,78 <SEP> 23,10 <SEP> 27,41 <SEP> 31,94 <SEP> 36,47
<tb> Leiter <SEP> 24 <SEP> X <SEP> 18 <SEP> 15,22 <SEP> <B>1</B>8,91 <SEP> 23,10 <SEP> 27,28 <SEP> 31,71 <SEP> 36,14
<tb> Differenz <SEP> EMK <SEP> <B>+0,31 <SEP> +0,13</B> <SEP> 0 <SEP> <B>-0,13 <SEP> -0,23 <SEP> -0,33</B>
<tb> F <SEP> Schenkel <SEP> 12 <SEP> X <SEP> 9 <SEP> 13,55 <SEP> 17,36 <SEP> 21,37 <SEP> 25,56 <SEP> 29,80 <SEP> 34,27
<tb> Leiter <SEP> 26 <SEP> X <SEP> 20 <SEP> 14,15 <SEP> 17,80 <SEP> 21,63 <SEP> 25,65 <SEP> 29,84- <SEP> 34,27
<tb> Differenz <SEP> EMK <SEP> <B>+0,60</B> <SEP> +0,44 <SEP> <B>+0,26 <SEP> +0,09</B> <SEP> +0,04 <SEP> <SEP> 0 Wie aus :
dieser Tabelle V ersichtlich ist, stimmen die elektromotorischen Kräfte der Schenkel und Leiter der Thermoelemente A bis F über den ganzen Be reich von 500 bis 1000 C weitgehend überein. Wie hier angegeben, wird als nahe Übereinstimmung be trachtet, wenn der Unterschied der elektromotorischen Kräfte zwischen Schenkeln und Leitern weniger als etwa 0,75 Minivolt beträgt.
Wenn der Unterschied in diesen Grenzen liegt, wird die Abweichung, verur sacht durch die Leiterdrähte, die Genauigkeit er Mes sung der elektromotorischen Kräfte der Edelmetall schenkel nicht merklich beeinflussen, und das Thermo- element liegt innerhalb der zulässigen Genauigkeits grenzen für die in Betracht stehenden Verwendungen, z.
B. Überwachung von Arbeitstemperaturen von Düsen- oder Raketenmaschinen oder die Überwachung von Ofentemperaturen bei der Herstellung von Metallen oder Legierungen.
Wie aus den Kombinationen Leiterdrähten und Schenkel gemäss Tabelle V ersichtlich, besitzt jede Kombination einen Überkreuzungspunkt, welcher die Knotenpunkttemperatur ist, bei der die elektTomotori- sche Kraft der Leiterdrähte 14 und 15 genau gleich der elektromotorischen Kraft der Edelmetallschenkel 10 und 11 ist. Wie angegeben, ist die Differenz der elektro motorischen Kräfte positiv, wenn die elektromotorische Kraft der Leiterdrähte grösser ist als die elektromotori- sche Kraft der Schenkel.
Wenn sie kleiner ist, ist die Differenz negativ. Der Überkreuzungspunkt isst daher der Punkt, bei dem die Differenz der elektromotorischen Kräfte gleich 0 ist, wenn die Knotenpunkbtemperatur von einem Wert, bei dem die Differenz der elektro motorischen Kräfte positiv ist, sich gegen einen Wert ändert, bei dem die Differenz negativ ist, oder umge kehrt.
Das Thermoelement .ist dann bei der Temperatur am genauesten, bei der die Knotenpunkttemperatur in Überkreuzungspunkt liegt, und dieser Faktor ist wichtig bei der Wahl eines Thermoelementes, damit hohe Ge nauigkeitsgrade erreicht werden. Zum Beispiel, wenn es in einem besondern Arbeitsgang wichtig ist, so genau als möglich Du wissen, wann eine Temperatur von l200 C erreicht wird, z.
B. bei einer Düsenma schine oder in einem Ofen, und die Ausbildung und Anordnung des Thermoclementes so .ist, d'ass die Tem peraturdifferenz zwischen dem Heisspunkt 12 und Kno tenpunkten 16 und 17 ungefähr bei 400 C liegt, dann ist das Thermoelement C nach der Tabelle V besonders geeignet, a dessen Überkreuzungspunkt bei 800 C liegt, welches die Temperatur an den Knoten punkten ist bei einer Temperatur von l200 C am Heisspunkt.
Wie aus Tabelle V ersichtlich, zeigt die Draht- und Schenkelkombination des Thermoelementes A kei nen :deutlichen Überkreuzungspunkt, sondern schwankt um 0 herum mit einer maximalen Abweichung zwi schen +0,03 und -0,08. Die Schenkel und Drähte dürfen als praktisch identisch angesehen werden, was die elektromotorische Kraft zwischen 500 und 1000 C anbelangt.
Die Kombinationen B, C, D, E und F zeigen dagegen einen :deutlichen Überkreuzungspunkt bei 960, 800, 675, 700 bzw. 1000 C. Ein Thermoelement mit einem besondern Überkreuzungspunkt kann er halten werden durch Wahl einer passenden Kombina tion von Schenkeln und Leiterdrähten, aus denen nach den Tabellen I und IV und :durch geringe Änderung der Zusammensetzung der Schenkel.
In :der Praxis kann, wie schon früher ausgeführt, eine feine Ein stellungder Charakteristiken befriedigend erhalten wer den durch Verändern der Zusammensetzung des ne gativen Schenkels.
So kann z. B. die Zusammensetzung der Legierun- gen 8, 7 und 6 nach Tabelle I, die für die negativen Schenkel der Thermoelemente B, C und D nach Tabelle V verwendet wurden, dadurch verändert werden, dass der Platingehalt von 8 auf 7,7 bzw. 7,5 % geändert wird, wobei die Differenz hauptsächlich durch Erhöhen des Palladi@umgehaltas ausgeglichen wird.
Thermoelemente mit Schienkeln und Leitungsdräh ten aus dien oben erwähnten Legierungen sind, wie früher ausgeführt, besonders zur Messung von Tem peraturen im Bereich zwischen 1000 und 1425 C ge eignet.
Bei diesen hohen Temperaturen besitzen die angegebenen Edielmetallegierungen einen guten Wider stand gegen Oxydation und eine hohe elektromotorische Kraft sowie relativ grosse Änderung derselben je Tem peraturgrad, verglichen mit bisher bekannten Thermo- elem-enten, verwendet im -gleichen Temperaturbereich.