DE10141955B4 - thermometer - Google Patents
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Abstract
Thermometer mit einem Ausdehnungsgefäß (1), in dem sich eine Messflüssigkeit (2) befindet, und welches sich an einem Ende zu einer Kapillare (3) verjüngt, wobei die Kapillare (3) mit einer am Kapillarende flüssigkeitsdicht verbundenen elastischen Kappe (5) verschlossen ist, die elastische Kappe (5) von einer Führungshülse (6) umgeben ist und mit einem Stößel (4) gekoppelt ist, welcher mittels einer mechanischen Übertragungseinrichtung (7) mit einer Anzeigeeinrichtung (8) verbunden ist, und zur Erzeugung eines genauen Nullpunktes sowie einer definierten Steilheit der Anzeigekennlinie das Ausdehnungsgefäß (1) und die Kapillare (3) mechanisch deformierbar sind.Thermometer with an expansion vessel (1), in which a measuring liquid (2) is located, and which tapers at one end to a capillary (3), wherein the capillary (3) with a liquid-tight at capillary end connected elastic cap (5) closed is, the elastic cap (5) by a guide sleeve (6) is surrounded and with a plunger (4) is coupled by means of a mechanical transmission device (7) with a display device (8), and for generating a precise zero point and a defined slope of the display characteristic, the expansion vessel (1) and the capillary (3) are mechanically deformable.
Description
Die Erfindung betrifft ein Thermometer mit einem Ausdehnungsgefäß, welches sich an einem Ende zu einer Kapillare verjüngt.The The invention relates to a thermometer with an expansion vessel, which Rejuvenated at one end to a capillary.
Es ist handelt sich um ein passives Hydrauliksystemthermometer, welches sowohl für eine kontinuierliche Anzeige ausgeführt sein kann, als auch Ausführungen mit Maximum- und Minimum-Anzeige ermöglicht, wobei diese Funktionen auch getrennt realisiert werden können.It is a passive hydraulic system thermometer, which as well as a continuous display can be made, as well as embodiments with maximum and minimum display allows, these functions can also be realized separately.
In der Temperaturmesstechnik werden verschiedene physikalische Wirkprinzipien genutzt. Das bekannteste und noch heute am meisten angewendete Wirkprinzip ist die Nutzung der temperaturabhängigen Volumenänderung von Flüssigkeiten und deren Anzeige in einer Kapillare. Dabei wird die der Volumenänderung der Messflüssigkeit äquivalente Temperaturänderung durch eine mit der Kapillare verbundenen Skala abgelesen.In The temperature measurement technology becomes different physical principles of action used. The best known and still most widely used active principle is the use of the temperature-dependent volume change of liquids and their indication in a capillary. Here, the volume change the temperature change equivalent to the measuring liquid read through a scale connected to the capillary.
Elektronische Systeme sind seit einigen Jahren erfolgreich im Einsatz, benötigen aber eine zusätzliche Energiequelle und sind bei Temperaturen unter 0°C nur bedingt einsatzfähig, weil die übliche Flüssigkristallanzeige bei tieferen Temperaturen nicht mehr funktionsfähig ist.electronic Systems have been successfully in use for several years, but they require it an additional Energy source and are only partially operational at temperatures below 0 ° C, because the usual liquid crystal display at lower temperatures is no longer functional.
Bekannt ist auch eine Temperaturmessung mittels eines Bimetalls. Bei diesen Thermometer wird der unterschiedliche lineare Ausdehnungskoeffizient zweier fest miteinander verbundener Metallstreifen für eine Temperaturmessung genutzt. Genauigkeiten, die besser als 1°K sind, werden mit derartigen Messmodulen nicht erreicht. Eine zu einem beliebigen Zeitabschnitt gewünschte Ablesung des maximalen und des minimalen Temperaturwertes in diesem Zeitabschnitt ist mit den bekannten Bimetallmessmodulen nicht möglich.Known is also a temperature measurement by means of a bimetal. In these Thermometer is the different linear expansion coefficient of two firmly connected metal strips used for a temperature measurement. Accuracies better than 1 ° K are not achieved with such measurement modules. One too desired reading of the maximum at any period of time and the minimum temperature value in this period is with the known Bimetallmessmodulen not possible.
Die Aufgabe der Anzeige eines maximalen und eines minimalen Temperaturwertes in einer bestimmten zeitlich unterschiedlichen Periode wurde bisher durch Speicherung der Werte bei elektronischen Thermometern, mittels Schreiber bei elektrischen Temperaturmessgeräten oder mittels eines magnetisierbaren Stiftes realisiert, welcher in der Kapillare durch eine Quecksilbersäule als Anzeigeflüssigkeit bewegt wird und sich in einer organischen Flüssigkeit als Messflüssigkeit befindet. Die Messflüssigkeit bewirkt einen bestimmten Auftrieb als Gegenkraft zur Schwerkraft und sichert dadurch, dass dieser Anzeigestift nicht in die Quecksilbersäule eintauchen kann.The Task of displaying a maximum and a minimum temperature value in a certain time different period has been so far by storing the values in electronic thermometers, by means of Scribe with electric temperature measuring devices or by means of a magnetizable Pen realized, which in the capillary by a mercury column as Filling is moved and in an organic liquid as a measuring liquid located. The measuring liquid causes a certain buoyancy as a counterforce to gravity and ensures that this indicator pin does not dip into the column of mercury can.
Nichtelektronische Thermometer, die ein Behalten des maximalen Temperaturwertes bei Sicherung einer Genauigkeit von +0,1°K und –0,15°K ermöglichen, sind bei Fieberthermometern bekannt, Diese werden üblicherweise aus Glas hergestellt, wobei als Mess- und Anzeigeflüssigkeit Quecksilber oder eine bekannte Legierung aus den Elementen Gallium, Indium und Zinn verwendet wird. Diese Materialien haben die Eigenschaft einer sehr hohen Oberflächenspannung und sind gegenüber der Kapillarwand nicht benetzend. Der Abriss der Anzeigensäule und damit die Maxima-Funktion wird bei Verwendung oben genannter Messflüssigkeiten durch eine seit Jahrzehnten bekannte Ausführung einer Verengung im unteren Teil des Kapillarsystems erreicht.not Electronic Thermometer, maintaining a maximum temperature value Ensuring an accuracy of + 0.1 ° K and -0.15 ° K are possible with clinical thermometers These are usually known made of glass, being used as measuring and indicating liquid Mercury or a known alloy of the elements gallium, Indium and tin is used. These materials have the property a very high surface tension and are opposite not wetting the capillary wall. The demolition of the advertising column and thus the maxima function becomes when using above mentioned measuring liquids by a known for decades execution of a narrowing in the lower Part of the capillary system achieved.
Es sind auch Flüssigkeiten bekannt, die bei einer bestimmten Temperatur ihre optischen Eigenschaften ändern und diese Änderung entweder nicht reversibel oder nur unter bestimmten Bedingungen reversibel ist. Solche Temperaturmessgeräte als medizinische Thermometer mit Maxima-Funktion sind bekannt unter der Bezeichnung Farbumschlagthermometer und Dotmatrixthermometer.It are also liquids known that change their optical properties at a certain temperature and this change either not reversible or reversible only under certain conditions is. Such temperature measuring devices as medical thermometers with maxima function are known under the term color change thermometer and dot matrix thermometer.
Die Verwendung von Quecksilber ist aus Gründen des Umwelt- und Gesundheitsschutzes unerwünscht oder sogar verboten. Für Gallium als Reinstmetall sind die Preise in den letzten Jahren um stark angestiegen. Darüber hinaus sind Fieberthermometer aus Glas leicht zerbrechlich und verursachen bei Verwendung einer Galliumlegierung Verunreinigungen, deren Beseitigung aufwendig oder im extremen Fall unmöglich ist.The Use of mercury is for environmental and health reasons undesirable or even prohibited. For Gallium as the purest metal, the prices in recent years to strong increased. About that In addition, glass clinical thermometers are easily fragile and cause When using a gallium alloy impurities, their elimination consuming or impossible in the extreme case.
Bei den elektronischen Thermometer, die in ihrer Genauigkeit und Auflösung die Anforderungen erfüllen, ist nachteilig, dass sie kostenaufwendig sind und eine Batterie als Energiequelle benötigen, was sowohl die Anwendungsmöglichkeiten einschränkt als auch durch die erforderliche umweltgerechte Entsorgung mit erheblichen Kosten verbunden ist.at the electronic thermometer, which in their accuracy and resolution the Meet requirements, is disadvantageous that they are expensive and a battery as an energy source, which both the application possibilities limits as also by the required environmentally sound disposal with considerable Costs associated.
Darüber hinaus
ist aus dem
Des
Weiteren ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Thermometer der eingangs genannten Art anzugeben, dass eine Maxima-Funktion bei hoher Genauigkeit ermöglicht und auf die Verwendung von Quecksilber verzichtet.Of the Invention is based on the object, a thermometer of the above specified type that a maximum function with high accuracy allows and dispensed with the use of mercury.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Thermometer, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale enthält, gelöst.According to the invention Task with a thermometer, which specified in claim 1 Contains features, solved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Embodiments are specified in the subclaims.
Das erfindungsgemäße Thermometer bildet ein hydromechanisches System, dass ein Gefäß aufweist, welches sich an einem Ende zu einer Kapillare verjüngt und vorzugsweise mit einer organischen Flüssigkeit gefüllt ist, deren Volumen sich in dem vorgesehenen Messbereich mit der Temperatur möglichst linear ändert. Das Kapillarende ist flüssigkeitsdicht mit einer elastischen, vorzugsweise aus Gummi bestehenden, länglichen Kappe verschlossen, die in einer stabilen kalt verformbaren Führungshülse beweglich ist. Dadurch wird infolge der Temperaturänderung der im Gefäß befindlichen Flüssigkeit eine leicht auswertbare zwangsweise lineare gerichtete Bewegung eines Stößels erzielt. Mittels einer geeigneten mechanischen Vorrichtung ist der Stößel mit einem Anzeigesystem so verbunden, dass wahlweise je nach technischer Ausführung der maximale oder der minimale Temperaturwert der vergangenen Periode, der aktuelle Temperaturwert oder eine Kombination aus den genannten drei Werten abgelesen werden kann und ein Zurücksetzen der Extremwerte einfach und vom Nutzer gewollt mittels einer geeigneten technischen Vorrichtung erfolgen kann. Das Zurücksetzen der Anzeige kann zum Beispiel durch Schleudern, Aufheben einer haltenden Magnetkraft, mittels Federkraft u. a. erfolgen.The Thermometer according to the invention forms a hydromechanical system that has a vessel, which tapers at one end to a capillary and preferably filled with an organic liquid, their volume is in the intended measuring range with the temperature preferably changes linearly. The capillary end is liquid-tight with an elastic, preferably made of rubber, elongated Cap closed, which is movable in a stable cold-deformable guide sleeve is. As a result, due to the temperature change in the vessel liquid an easily evaluable forcibly linear directional movement achieved a plunger. By means of a suitable mechanical device is the plunger with a display system connected so that optionally depending on the technical execution the maximum or minimum temperature value of the past period, the current temperature value or a combination of the above three values can be read and a reset of the extreme values easy and wanted by the user by means of a suitable technical device can be done. The reset The display can be, for example, by flinging, picking up a halting Magnetic force, by means of spring force u. a. respectively.
Besonders vorteilhaft ist dabei, dass für das erfindungsgemäße Thermometer kein Quecksilber benötigt wird, die Handhabung einfach ist, seine Herstellung kostengünstig möglich ist und die Anwenderrisiken durch Reduzierung der Bruchgefahr ausgeschaltet oder nicht höher sind als bei vergleichbaren elektronischen digitalen Thermometern.Especially It is advantageous that for the thermometer according to the invention no mercury needed is, the handling is simple, its production is inexpensive possible and eliminates user risks by reducing the risk of breakage or not higher are compared to comparable electronic digital thermometers.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Thermometers besteht darin, dass es mit einheitlichen mechanischen Anzeigesystemen gefertigt werden kann, die nicht für jedes Thermometer einzeln gefertigt werden müssen. Hieraus ergibt sich ein deutlicher Kostenvorteil gegenüber den bisher verwendeten Glassystemen, bei denen die Skalenlänge und die Lage der Nullpunkte individuell an die Gegebenheit angepasst werden müssen.One Another advantage of the thermometer according to the invention is that it manufactured with uniform mechanical display systems that can not be for Each thermometer must be manufactured individually. This results in a clearer Cost advantage over the previously used glass systems in which the scale length and the position of the zero points individually adapted to the situation Need to become.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The Invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment.
In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:In the associated Drawings show:
und
and
In
den
Zur
Realisierung einer Maximum-Minimum-Anzeige kann zwischen Stößel
Durch mechanische Deformationen des Gefäßes und der Kapillare kann ein genauer Nullpunkt sowie eine definierte Steilheit der Anzeigekennlinie für das Systems erzeugt werden.By mechanical deformations of Ge A precise zero point and a defined slope of the display characteristic for the system can be generated in the vessel and the capillary.
Die
in
Eine
vorteilhafte Ausführung
sieht vor, dass die elastische Kappe
Ferner
ist es möglich,
dass das gesamte System vollständig
in einem geeigneten Gehäuse
Die
Der
Abgleich der zweiten (oberen) Marke erfolgt durch Justieren des Durchmessers
der Kapillare. Hierzu wird das Ausdehnungsgefäß
Bei
der in
Wenn
der Ausdehnungskoeffizent der Messflüssigkeit
Um
die Volumenänderung
der Flüssigkeit
in eine Längenänderung
im mm-Bereich zu überführen, wird
ein mechanisches System verwendet, das über eine elastische Kappe
Die
Kapillare muss zur Justierung so verformt werden, dass sich der
Querschnitt nicht nur ändert
sondern verringert, z. B. von rund auf die in
Die in Abhängigkeit von der absoluten Temperatur durch die Membran bewirkte Längenänderung kann mit einem mechanischen, optischen oder elektrischen Auswertesystem abgelesen werden.The dependent on change in length caused by the absolute temperature through the membrane can with a mechanical, optical or electrical evaluation system be read.
Bei
mechanischen Auswertesystemen kann – wie in
Wenn sich das Membransystem ausdehnt, verschiebt es z. B. beide Zeiger bis zum Maximum und einer der beiden Zeiger bleibt auf diesem stehen. Der andere geht zurück.If if the membrane system expands, it shifts z. B. both hands to the maximum and one of the two hands remains on this stand. Of the others go back.
Wie
aus
- 11
- Ausdehnungsgefäßexpansion tank
- 22
- Messflüssigkeitmeasuring liquid
- 33
- Kapillarecapillary
- 44
- Stößeltappet
- 55
- elastische Kappeelastic cap
- 66
- Führungshülseguide sleeve
- 77
- Übertragungseinrichtungtransmission equipment
- 88th
- Anzeigeeinrichtungdisplay
- 99
- Gehäusecasing
- 1010
- Prismenprisms
- ZZ
- Zeigerpointer
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- 2001-08-28 DE DE10141955A patent/DE10141955B4/en not_active Expired - Fee Related
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