DD286866A5 - Thermoelement - temperaturnormal fuer die kalibrierung von temperaturmessmitteln - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Thermoelement-Temperaturnormal fuer die Kalibrierung von Temperaturmeszmitteln. Die Thermoelement-Temperaturnormale weisen eine hohe Reproduzierbarkeit und Stabilitaet auf und koennen fuer die Kalibrierung von Beruehrungsthermometern und Pyrometern mit hoeherer Genauigkeit im Temperaturbereich bis 962, 1 300 bzw. 1 600C eingesetzt werden. Gegenueber ueblichen Thermoelement-Temperaturnormalen auf der Basis von standardisierten Thermoelementtypen ergeben sich eine hoehere Stabilitaet der thermoelektrischen Kennwerte, eine hoehere thermoelektrische Empfindlichkeit, eine stark verbesserte Homogenitaet der thermoelektrischen Eigenschaften, eine weitgehende Unempfindlichkeit gegenueber AEnderungen der Einbaubedingungen des Thermoelements und geringere Kosten. Gegenueber aequivalenten Temperaturnormalen auf der Basis von Widerstandsthermometern und Pyrometern ergeben sich eine einfachere Handhabung, groeszere Robustheit und geringere Kosten. Die Thermoelemente-Temperaturnormale bestehen aus Thermoschenkeln, die ausschlieszlich aus Kombinationen von reinsten Edelmetallen der Paarungen Gold - Palladium, Platin - Palladium, Rhodium - Palladium und Rhodium - Platin bestehen, die einer speziellen thermischen Behandlung unterzogen werden.{Thermoelement; Temperaturnormal; Temperaturmessung; Edelmetall; Gold; Palladium; Platin; Rhodium; thermoelektrische Homogenitaet; thermoelektrische Kennwerte; thermoelektrische Empfindlichkeit; thermoelektrische Stabilitaet; thermische Behandlung}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Thermoelement-Temperaturnormale, die im Temperature -eich von 0 bis etwa 1600°C vorteilhaft dann eingesetzt werden können, wenn eine besonders hohe Genauigkeit und Reproduz er barkeit sowie eine große Stabilität oder meßtechnischen Kennwerte benötigt werden. Das betrifft insbesondere den Einsatz als Thermo6lement-Temperaturnormal für die Darstellung und Weitergabe der Internationalen Tomperaturskale, d.h. für die Kalibrierung von anderen Berührung$thermometein in Prüföfen und Prüfthermostaten sowie von Pyrometern an Prüfstrahlern. Damit ergeben sich verbesserte Prüfmöglichkeiten für Berührungsthermometer und Pyrometer, die für Temperaturmessung und -regelung in thermischen Anlagen mit hohen Anforderungen an die Genauigkeit und an die Temperaturkonstanz im angegebenen Temperaturbereich eingesetzt werden.

Temperaturnormale und Präzisionstemperaturmeßmittel dieser Art können insbesondere in der gesamten Verfahrenstechnik (chemische Industrie, Metallurgie, Glas-Keramik-Industrio), in der Energiewirtschaft, in der Fertigungstechnik (Maschinenbau, Gerätetechnik), in der Mikroelektronik (Halbleitertechnologie) und in Forschungseinrichtungen kostengünstig eingesetzt worden, wüboi die hohe Genauigkeit der Internationalen Temporaturskale im mittleren und hohen Temperatur Bereich (0 bis etwa 1600Ό vorteilhaft ausgenutzt werden kann.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Thermoelemente, die als Temperaturnormalo vorzugsweise in oxydierender Atmosphäre bei mittleren und höheren Tempernturen, d. h. etwa im Temperaturbereich 0 bis 1 600^:C, bzw. kurzzeitig bis 1 800"C eingesetzt werden, bestehen aus Edelmetallen und Edelmetallegierungen. International standardisierte Thermoelemente dieser Art besitzen Thormoschonkel aus verschiedenen Platin-Rhodium-Legierungen bzw. aus einer Platin-Rhodium-Legierung und aus Reinstplatin. Zu ihnen gehören die Kombinationen (IEC 548-1 [1Θ77}, ST-RGW 1059-78, TGL 39440):

- Platin10%Rhodium/Platin (PtRh 10/0), Typ S,

- Platin13%Rhodium/Platin (PtRh 13/0), Typ R,

- PlatinJ0%Rhodium/Platin6%Rh jc'ium (PtRh30/6), Typ B.

Nichtstandardisierte Thermoelemente mit ähnlichsr Zusammensetzung betreffen den Typ Platin40%Rhodium/ Platin20 VcRhodium (s. R.E.Bedford: Reference Tables for Platinum40%Rhodium/Platinum20%Rhodium Thermocouples, Rev.

Sei lnslr. 36 (1965) S. 1571-1580) und den Typ Platin20%Rhodium/Platin5%Rhodium, der dem PtRh30/6-Thermoolement äquivalent ist (s. R.E. Bedford: Reference Tables for Platinum20°^/cRhodium/Platinum5%Rhodium Thermocouples, Rev. Sei.

Instrum. 35 |1964| S. 1177-1190). Beide Thermoelementtypen v/erden nicht als Temperaturnormale eingesetzt.

Diese Edelmetall-Thermoelemente sind Thermoelementen aus unedlen Metallen, üblichen Widerstandsthermometern (soweit in diesem Temperaturbereich eir.set?bar) und üblichen Pyrometern hinsichtlich Ropro'Juzierbarkeit, Langzeitstabilität und

Genauigkeit überlegen. Ihre Herstellungstoleranzen liegen bei 0,25%: PtRh 10/0, PtRh 13/0: Temperaturbereich von 300 bis 1600'C, d. h. bei 1,5 bis 4,OK br«, bei 0,5%: PtRh 20/5, PtRh 30/6: Temperaturbereich von 600 bis 1800⁰C, d. h. bei 3,0 bis 8,5 K, wobei diese Werte in der Toleranzklasse mit eingeengten Toleranzen noch um 30% bis 50% verringert sind (IEC 584-2 (1982), TGL 39440).

In der Literatur wird noch eine Anzahl von Edelmetall-Thermoelementtypen mit verschiedenen Kombinationen von Edelmetall-Legierungen bzw. reinen Edelmetallen angegeben (a. P.A.Kinzie: Thermocouple Temperature Measurement, John Wiley & Sons.. Inc. New York, London, Sidney, Toronto, 1973). Diese dort beschriebenen Edelmetall-Thermoelementtypen weisen gegenüber den genannten standardisierten keine grundsätzlichen Vorteile auf, so daß ihr Einsatz auf solche Einzelfälle beschränkt blieb, in denen spezifischo Eigenschaften dieser Thermoelemente, wie Verträglichkeit mit verschiedenen Atmosphären oder Materialien sowie spezifische mechanische Eigenschaften, besonders gefordert werden. Die Kurzzeit-Reproduzierbarkeit von speziell preparierten und armierten Platin-Rhodium-Thermoolementen ist nicht besser als 0,3K (bei 1100⁰C) bzw. mit steigender Temperatur nicht besser als 1,5K (bei 1500⁰C), d.h. sie liegt gut innerhalb der Herstellungstoleranzen, was aber nur bei Beachtung vorgegebener einschränkender Einsatzbedingungen garantiert werden kann (β. BIPM: Supplementary Information for the IPTS-68 and the EPT-76, Sevres, 1983 und G. Bongiovanni, R. Perissi: Thermocouple Calibration by the Wire Bridge Technique, Proceedings of the 2nd Symposium on Temperature Measurement in Industry and Science, Suhl, GDR, Oct. 16-18,1984, S.245-255).

Unter Nutzung dieser Kurzzeit-Reproduzierbarkeit erfolgt ein Einsatz als Temperaturnormal im Temperaturbereich von 300 bis 1100⁰C (RRh 10/0, PtRh 13/0) mit einer Meßunsicherheit von 0,2 bis 0,4 K bzw. bis zu Temperaturen von 1600⁰C (PtRh30/6) mit einer Meßunsicherheit bis zu 2,5K (s. TGL 31 543/34 und TGL 39440).

Diese Kurzzeit-Reproduzierbarkeit zeigt eine starke Abhängigkoi; von der thermischen Vorgeschichte einzelner Teile der Thermoschenkel (insbesondere der Teile, die sich in einem Temperaturgradienten befunden haban). Das kann sich in Temperaturfehlanzeigen bis zu 1,0K bei Temperaturen um 1000°C zeigen, wenn insbesondere die Vorbehandlung und der Einbau der Thermoelemente variiert werden (s. E. H. McLaren; E. G. Murdock: The Properties of Pt/PtRh-Thermocouples for Thermometry in the Range 0-1100⁰C, National Research Council Canada, March 1979, Report NRCC 17407). Dieser Effekt ist boi höheren Temperaturen noch entsprechend größer.

Diese Thermospannungsänderungen sind weiterhin reversibel und können durch eine geeignete definierte thermische Behandlung wieder rückgängig gemacht werden. Da jede Tempraturmessung mit einem solchen Thermoelement einer Undefinierten thermischen Behandlung gleichkommt, ist eine quantitative Erfassung und Korrektur dieser Thermospannungsänderungen ausgeschlossen. Bei Überlagerung einer Drift der Thermospannung, wie sie durch Alterung beim Einsatz normalerweise auftritt, können so vorgegebene Fehlergrenzen schnell unkontrollierbar überschritten werden. Es wird angenommen, daß diese Eigonschaftsänderungen mit der Oxydation des Rhodiums im Legierungsschenkel im Temperaturbereich von etwa 500 bis 900X und die Dissoziation dieses Rhodiumoxyds bei Temperaturen oberhalb 900°C bzw. mit Änderungen in der kristallinen Struktur der Thermoschenkel zusammenhängen. Je nach thermischer Vorgeschichte und Zeitdauer der Temperaturbelastung wird sich so eine geänderte Legierungszusammensetzung und geänderte kristalline Struktur einstellen.

Da sich längs eines Thermoelements die Temperatur von der Temperatur der Vergleichsstelle über die Umgebungstemperatur bis auf die Temperatur der Meßstelle verändert, ist die Wirkung dieser Effekte in verschiedenen Thermodrahtabschnitten unterschiedlich, so daß der Thermodraht inhomogen wird.

Bei Tompcraturmessungen über 10CKTC sind diese Inhomogenitäten besonders groß in den Thormodrahtabschnitten, die auch dem größten Temperaturgradienten ausgesetzt sind, wodurch die Wirkung auf die Thermospannung noch verstärkt wird. Wenn das Thermoelement in seiner Einbaulage verändert wird (bei jedem Ein- und Ausbau in Kalibriereinrichtungen bzw. in thermischen Anlagen gewöhnlich unvermeidbar) bzw. sich das Temperaturprofil längs des Thermoelements verändert (bei jeder Temperaturmessung gegeben), werden so Meßfehler bis zu I₁OK (bei ungünstiger Einbaulageänderung) zusätzlich zu den o.g. Kurzzeit-Reproduzierbarkeiten erzeugt.

Dor Nachteil dor bekennten Thermoelemente auf der Basis von Platin-Rhodium-Legierungen besteht demnach in der reversiblen und im allgemeinen nichterfaßbaren Änderung der Thermokraft durch Rhodiumoxydation und Rhodiumoxyddissoziation in Abhängigkeit von der Zeit und von dor Tomporatur, allein oder in Kombination mit Änderungen in der kristallinen Struktur des Legierungsschenkols, wodurch die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit dieser Thermoelemente begrenzt wird. Weitere aus der Literatur bekannte Thermoelement-Kombinationen, die als Tomperaturnormale oder als Präzisionsthormomoter oingosetzt wurdon bzw. eingesetzt werden können, bestehen aus den Kombinationen Silber-Palladium und Gold-Platin:

- Silber-Palladium: Temperaturbereich 0 bis 600^cC,

C.R. Barber, L.H.Pamberton: Silver-Palladium Thermocouples, J. Sei. Instr. 32|1955), S.-186,

- Gold-Platin: Temperaturbereich 0 bis 962'C,

E.H. McLaren, E.G.Murdock: Tho Pt/Au-Thermocouple, National Research Council Canada, Oct. 1987, Report NRCC 27703. Dabei orfolgte bisher nur im Falle der Kombination Silber-Palladium ein Einsatz als Thermoelemont-Temperaturncrmal mit einer Genauigkeit von 0,2K, was der Genauigkeit von Thermoelement-Temporaturnormalen auf der Basis von Platin-Rhodium-Legierungen und Rcinstplatin bis zu Temper Jturen von 600^cC entspricht. Die mechanische Empfindlichkeit, der geringe Einsatztemperaluibereich und die nur gleichwertige Genauigkeit waren Gründe, daß dieses Thermoelement keine Verbreitung fand und die anderon Thormoelementtypen. die bisher als Temperaturnormale eingesetzt werden, verdrängen konnte. Im Falle der Kombination Gold-Platin konnte gegenüber den Thermoelementen auf der Basis von Platin-Rhodium-Legierungen und Reinstplatin im eingeschränkten Temperaturbereich bis 962⁰C eine verbesserte Genauigkeit und Stabilität nachgewiesen werden.

Die groß ire mechanische Empfindlichkeit des Gold-Thermoschenkels, die djrch Unterschiede im Längen-Temperatur-Koeffizienten zwischen Gold und Platin hervorgerufenen mechanischen Spannungen in den Thermoschonkeln mit schädlichem Einfluß auf die Thermokraft und die meßtechnisch ungünstige höhere thermische Leitfähigkeil des Gold-Thermoschenkels fuhren zu thcimoelcktrischen Instabilitäten, zu mechanischen Verformungen und iu> Bruchgifahr, wodurch verbunden mit dem begrenzten Einsatztemperaturbereich gegenüber Thcrmoschenkeln aus Platin bzw. Piatin-Rhodium-Lcgierungon diese Vorteile jedoch wieder eingeschränkt werden.

Ein EinsaU von Gold-Platin-Thermoelementen als Thermoelement-Tomperaturnormale für die Darstellung und Weitergabe der Internationalen Temperaturskale, d. h. auch für die Kalibrierung von Temperaturmeßmitteln, erfolgte jedoch bisher nicht.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Reproduzierbarkeit, die Genauigkeit, die Stsbilität der thermoelektrischen Kennlinie, den Einsatztemperaturbereich, die thermoelektrische Empfindlichkeit und die Homogenität der thermoelektrischen Eigenschaften von Thermoelement-Temperaturnormalen in optimaler, dem Anwendungsfall angepaßter Kombination gegenüber bekannten technischen Lösungen zu erhöhen. Dadurch wird eine höhere Genauigkeit von Temperaturmessungen möglich, ohne auf den Einsatz von kostenaufwendigen Hochtemperatur-Widerstandsthermometern und Präzisionspyrornetern bei der Kalibrierung von Temperaturmeßmitteln zurückgreifen zu müssen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile der bekannten technischen Lösungen zu beseitigen. Das betrifft die in Thermoelementen, deren Thermoschankel ganz oder teilweise aus Edelmetallegierurgen, speziell aus Platin-Rhodium- Legierungen, bestehen, auftretenden, hauptsö^iHch reversiblen Thermokraftänderungen, die durch unterschiedliche temperatur- und zeitabhängige Oxydation von Legierungsbestandteilen bzw. durch die unterschiedliche temperatur- und zeitabhängige Dissoziation dieser Oxyde sowie durch temperatur- und zeitabhängige Änderung der kristallinen Struktur verursacht werden und die zu Temperaturmeßfehlern Anlaß geben, und die boi Thermoelementen, deren Thermoschenkel aus Silber-Palladium bzw. aus Gold-Platin bestehen, gegebenen Einschränkungen des EinsaUtemperaturbereichos (<600 bzw. <962^CC) verbunden mit kleiner thermoelektrischer Empfindlichkeit beim Gold-Platin-Thermoelement (ca. 25 μ V/K bei 900⁰C), ungünstigen mechanischen Eigenschaften (geringe Festigkeit) verbunden mit der sehr hohen und meßtechnisch ungünstigen Wärmeleitfähigkeit von Silber bzw. Gold.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß al» Thermoschenkel ausschließlich eine Kombination von Thermoschenkeln aus den reinen Edelmetallen Gold, Palladium, Platin und Rhodium eingesetzt wird, wobei die Thermopaare einer bestimmten thermischen Behandlung unterzogen und in bestimmter Weise armiert werden.

Die auch bei den reinen Edelmetallen in bestimmten Temperaturbereichen auftretende Oxydation bzw. Dissoziation dieser Oxyde hat keine Auswirkungen auf die Thermokraft der einzelnen Thermoschenkel, so daß eine höhere Stabilität der thermoelektrischen Kennwerte auftritt und eine höhere Reproduzierbarkeit und Genauigkeit bei Temperaturmessungen mit diesen Thermoelementen erreicht werden kann.

Weiterhin sind bei Reinststoffen gegenüber Legierun( en keine größeren Änderungen der Thermokraft durch Ordnungserscheinungen oder anderen reversiblen Änderungen der kristallinen Struktur zu erwarten.

Wenn entsprechend dem Einsatztemperaturbereich geeignete Reinstkeramik zur Armierung dieser Thermoolemente eingesetzt wird und diese Thermoelemente geeigneten thermischen Behandlungen vor und während des Einsatzes zur Stabilisierung der thermoelektrischen Kennwerte unterzogen werden, können thermoelektrische Instabilitäten und Drifterscheinungen durch Eindiffusion von Fremdstoffen in das Thermoschenkelmaterial sowie durch Realstrukturänderungen vermieden werden. Je nach Anwendungstemperaturboreich ergeben sich folgende besonders vorteilhafte Kombinationen (Einsatztemperaturbereich und thermoelektrische Empfindlichkeit bei 1 000⁰C):

- Gold-Palladium: 0-1000°C;45mV/K

- Platin-Palladium: 0-1 300"C;22pV/K

- Rhodium-Palladium: 0-1 300°C; 51 pV/K

- Rhodium-Platin: 0-1 600⁰C; 22μν7Κ

Diese Kombinationen habon je nach Einsatzzweck unterschiedliche Vorteile gegenüber den bekannten technischen Lösungen, die folgende Aspekte betreffen und die entsprechend berücksichtigt werden können:

- erhöhto thermoelektrische Homogenität (Gold, Platin, Palladium, Rhodium),

- großer Einsatztemperaturbereich (Palladium, Platin, Rhodium),

- hohe thermoelektrische Empfindlichkeit (Gold-Palladium, Rhodium-Palladium),

- Kostenreduzierung (Palladium),

- günstige mechanische Eigenschaften (Palladium, Platin).

Die erfindungsgemäße Lösung weist so Vorteile gegenüber den bekannten technischen Lösungen auf der Basis der Kombination Silber-Palladium und Gold-Platin auf, was sowohl den höheren Einsatztemperatuibereich, die höhere thermoelektrische Empfindlichkeit als auch die niedrigeren Kosten betrifft, als auch Vorteilo gegenüber den bekannten technischen Lösungen auf der Basis von Platin-Rhodium-Legierungen bzw. Platin, was insbesondere für die bessere thermoelektrische Homogenität gilt. Das bisher am häufigsten bis 1100^cC eingesetzte PtRh 10/0-Thermoelemont-Tomperaturnormal (Interpolationsgerät der Internationalen Temperatutskalo von 1968) bzw. das äquivalente PtRh 13/0-Thermoelement-Temperaturnormal können vorteilhaft durch das Pt/Pd- bzw. das Rh/Pd-Thermoelement-Temperaturnormal ersetzt werden (Voiteile: lOfach höhere Genauigkeit, höhere Einsautemperatur bis 1 300^cC, 2- bzw. 5fach höhere thermoelektrische Empfindlichkeit). Das PlRh30/6-Thermoe!ement-Temperatumormal (Einsatz bis 1 600⁵C) kann vorteilhaft durch das Rh/Pt-Thermoelement-Temperaturnormal ersot/t worden (Vorteile: 10fach höhere Genauigkeit, 2fach höhere thermoelektrische Empfindlichkeit). Die bin 600 bzw. 962^CC einsetzbaren Ag/Pd- bzw. Au/Pt-Thermoelemonte sind vorteilhaft durch das Au/Pd- bzv/. Pt/Pd-Thormoclcmcnt zu ersetzen (Vorteile: 2fach höhere Empfindlichkeit [Au/Pd), höherer Einsatztemperaturbereich bis 1 300'C [Pt/Pd)).

Insgesamt erweist sich dabei das Pt/Pd-Thermoelement als der Typ, der optimal die wesentlichsten vorteile gegenüber den bisher bekannten technischen Lösungen in sich vereinigt.

Die vorgeschlagenen Thermoelement-Kombinationen müssen erfindungsgemäß einer thermischen Vorbehandlung vor der Armierung mit Reinstktramik (Kapillar- und Schutzrohr) durch elektrischen Stromdurchgang in Luft frei hängend oder in einen Rohrofen bei einer Temperatur, die das 0,75- bis 0,80fache der absoluten Schmelztemperatur des jeweiligen Edelmetalls beträgt, für eine Zeitdauer von 1 Stunde unterzogen werden.

Die Abkühlung von diener Temperatur hat dabei langsam mit einer Geschwindigkeit zwischen 100 und 300 K/h zu erfolgen bzw. es ist eine thermische Behandlung bei einer Temperatur, die etwa das 0,4fache der absoluten Schmelztemperatur des jeweiligen Edelmetalls entspricht für etwa 1 Stunde so durchzuführen, daß Fehlstellen, insbesondere Leerstellen, ausheilen können. Nach der Armierung ist eine weitere thermische Behandlung bei etwa 450°C für mehr als 16 Stunden vorteilhaft, um Einflüsse von mechanischen Verformungen während der Armierung zu reduzieren. Sei Erhöhung der Temperatur dieser thermischen Behandlung auf etwa f.50⁰C bei Thermoelement-Kombinationen, die Gold enthalten, bzw. auf etwa 1100⁰C bei allen anderen Thermoelement-Kombinationen, kann die thermische Behandlung auf eine Zeit von 1 Stunde verkürzt werden. Dabei sind die genannten Bedingungen für die nachfolgende Abkühlung einzuhalten.

Bei Instabilitäten während des Einsatzes der Thermoelemente ist eine thermische Behandlung im dearmierter· oder armierten Zustand in gleicher Woise anzuwenden, wobei die Zeit der thermischen Behandlung des dearmierenden Thermoelements bei den höheren Temperaturen auf 10 Minuten verkürzt werden soll, um die mechanische Stabilität infolge Kornwachstums nicht negativ zu beeinflusse n.

Die Armierung der Thärmoelemente hat in hochreiner Keramik, vorzugsweise auf der Basis von Aluminium·, Magnesium· oder Siliziumoxyd oder in hochreinem Quarzglas zu erfolgen, wobei insbesondere die Konzentration von Verunreinigungen von Elementen, die die thnrmoelektrischen Eigenschaften stärk beeinfluesen (z. B. Eisen) extrem niedrig sein soll. Die Armierung kann in üblicher Weisn mit Mehrlochkapillarrohr, Keramik röhrchen oder durch Einbettung in Keramikpulver in einem Schutzrohr aus gasdichter hochrt iner Keramik, aus hochreinom Quarzglas oder aus Edelmetall entsprechend dem jeweiligen Material einer der Thermoschenkel orfolgen.

Auiführungtbelsplel Die Thermoolemente können in üblicher konstruktiver Ausführung, wie sie in entsprechenden internationalen Vorschriften und Standards festgelegt oder empfohlen ist, aus Reinstkeramik (AljOyAnteil >99,5%, Eisenverunreinigungen im ppm-Bereich)

aufgebaut werden.

Dabei werden die thermisch vorbehandelten Thermodrähte der gewählten Kombination in ein Zweilochkapillarrohr so

eingozogen, daß keine wesentlichen mechanischen Verformungen (Knicke, Dehnungen) erfolgen. Die Thermodrähte werden ander Meßstelle durch Schweißen im elektrischen Lichtbogen unter Schutzgas an einer Reinstgraphi'.-Elektrode elektrisch leitendmiteinander verbunc en.

Das Kapillarrohr wird mit der Meßstelle in ein entsprechend passendes Schutzrohr aus hochreiner Keramik, aus hochreinem Quarzglas oder aus c ünnwandigem Edelmetall eingebracht. Die beiden anderen Enden der Thermodrähte werden ohne Knicke, Dehnungen oder Schweißstellen unter Nutzling entsprechender Hilfsmittel zur gegenseitigen elektrischen Isolation sowie zur

mechanischen Entla »tung und zum Berührungsschutz bis zu einer Vergleichsstelle geführt, an der eine elektrisch leitende

Verbindung zu zwei Anschlußdrähten aus Reinstkupfer (mit idontischen thermoelektrischen Eigenschaften) erfolgt. Die Thermoelemente werden als Normale in Kalibriereinrichtungen für Berührungsthermometer und Pyrometer eingesetzt. Es

ergoben sich Vorteil·) hinsichtlich höherer Genauigkeit, Langzoitstabilität (geringerer Wartungs- und Nachkalibriorauiwand) undgeringere Kosten (wenn Palladium als ein Thermoschenkel eingesetzt wird).

Claims (5)

1. Thermoelement-Temperaturnormal für die Kalibrierung von Temperaturmeßmitteln bestehend aus zwoi miteinander im Kontakt befindlichen unterschiedlichen Metalldrähten, den Thermoschenkeln, gekennzeichnet dadurch, daß diese Thermoschenkel aus hochreinen Edelmetallen in der Kombination Gold-Palladium, Platin-Palladium, Rhodium-Palladium oder Rhodium-Platin bestehen.

2. Thermoelement-Temperaturnormal nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die in der Kombination eingesetzten Metalldrähte vor der ersten Benutzung des Thermoelements einer thermischen Vorbehandlung bei einer Temperatur zwischen dem 0,75- und 0,80fachen der absoluten Schmelztemperatur der jeweiligen Metalle für eine Zeitdauer von 1 Stunde unterzogen werden.

3. Thermoelement-Temperaturnormal nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die in der Kombination eingesetzten Metalldrähte nach Drifterscheinungen der Thermospannung bzw. mechanischen Verformungen des Thermoelements als Einzeldraht einer thermischen Behandlung bei einer Temperatur zwischen dem 0,75- ond 0,80fachen seiner absoluten Schmelztemperatur für eine Zeitdauer von 10 Minuten bzw. als Thermopaar einer thermischen Behandlung bei einer Temperatur von 850⁰C (Gold-Palladium) oder von 1100⁰C (Platin-Palladium, Rhodium-Palladium, Rhodium-Platin) für eine Zeitdauer von 2 Stunden bzw. von 45O⁰C für eine Zeitdauer von mehr als 16 Stunden unterzogen werden.

4. Thermoelement-Temperaturnormal nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die in der Kombination eingesetzten Metalldrähte in hochreiner Keramik oder hochreinem Quarzglas beliebiger Form (Zweilochkapillare, Röhrchen, Pulver u. a.) eingebettet sind.

5. Thermoelement-Temperaturnormal nach Anspruch 1 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß ein gasdichtes Schutzrohr aus hochreiner Keramik, hochreinem Quarzglas oder Edelmetall entsprechend dem Thermoschenkelmaterial verwendet wird.