DE1035378B

DE1035378B - Resistance thermometer for high temperatures

Info

Publication number: DE1035378B
Application number: DED25677A
Authority: DE
Inventors: Kurt Ditterich
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1957-05-24
Filing date: 1957-05-24
Publication date: 1958-07-31

Description

DEUTSCHESGERMAN

Es sind Widerstandsthermometer für hohe Temperaturen bekannt, bei denen der stabförmige Trägerkörper aus dichtem keramischem Material Längs kanäle enthält, in denen die Meßdrahtwendeln angeordnet sind. Dabei unterscheidet man zwischen einteiligen Trägerkörpern mit Kanälen bzw. Kapillaren im Innern und zweiteiligen Trägerkörpern, die aus einem inneren Stabkern mit zwei oder mehr Rillen auf der Außenfläche und einer den Kern umschließenden und damit die Rillen bedeckenden Hülle, z. B. einem eng anliegenden, dünnwandigen keramischen Rohr, bestehen. In beiden Fällen sind die die Wendeln enthaltenden Öffnungen in ihrer Längsrichtung nach außen hin abgeschlossen.Resistance thermometers for high temperatures are known at which the rod-shaped support body contains longitudinal channels made of dense ceramic material, in which the measuring wire coils are arranged are. A distinction is made between one-piece support bodies with channels or capillaries inside and two-part support bodies, which consist of an inner rod core with two or more grooves on the outer surface and a casing surrounding the core and thus covering the grooves, e.g. B. a tight-fitting, thin-walled ceramic tube. In both cases these are the coils containing openings closed in their longitudinal direction to the outside.

Die Öffnungen enthalten entweder nur den als Wendel gewickelten, frei ausgelegten Widerstandsdraht, oder der in den Kanälen noch verbleibende Raum ist ganz oder teilweise mit einer Glasur, einem Zement oder einer geeigneten keramischen Schmelzmasse ausgefüllt. Auch pulverisierte, lockere Massen. z. B. Glaspulver, sind für diesen Zweck herangezogen worden. In allen diesen Fällen ist der Meßdraht gegen äußere Einflüsse entweder durch ein aufgeschobenes Rohr aus Glas, Quarz oder keramischer Masse geschützt oder aber, bei Trägerkörpern mit im Innern angeordneten Kapillaren, durch die Außenwand des Trägerkörpers, die in bezug auf den Schutz nach außen hin dem aufgeschobenen Rohr gleichzusetzen ist. Das Vorhandensein des Schutzrohres verringert aber die Ansprechgeschwindigkeit.The openings either contain only the freely laid-out resistance wire wound as a helix, or the one that remains in the channels The space is completely or partially filled with a glaze, a cement or a suitable ceramic enamel. Also powdered, loose masses. z. B. glass powder have been used for this purpose. In all of these cases the measuring wire is against External influences are protected either by a pushed-on tube made of glass, quartz or ceramic mass or, in the case of support bodies with capillaries arranged in the interior, through the outer wall of the Carrier body, which equates with respect to the protection to the outside of the pushed-on tube is. However, the presence of the protective tube reduces the speed of response.

Bei dem Gegenstand der Erfindung handelt es sich um ein Widerstandsthermometer mit einem Trägerkörper, der zur Peripherie hin offene Längsnuten aufweist Überraschenderweise konnte auf das Schutzrohr verzichtet werden. Das dünne Trägerröhrchen erwies sich durch das Ausfüllen der Nuten mit der verwendeten Masse, besonders bei Verwendung einer Spezialmasse, als äußerst stabil. Die Ansprech- geschwindigkeit wird dabei erheblich vergrößert, zumal die Spezialmasse ein gutes Wärmeleitvermögen hat. Bei der Ausfüllung der die Wendel enthaltenden Nutenhohlräume mit einer Glasur oder Schmelzmasse kann sich der Überzug über den gesamten Träger körper erstrecken. Der Trägerkörper weist mehrere. z. B. zwei oder vier, Längsnuten auf.The subject matter of the invention is a resistance thermometer with a support body which has longitudinal grooves open towards the periphery. Surprisingly, it was possible to dispense with the protective tube. The thin carrier tube proved to be extremely stable by filling the grooves with the compound used, especially when using a special compound. The response speed is increased considerably, especially since the special compound has good thermal conductivity. When filling the groove cavities containing the helix with a glaze or melt, the coating can extend over the entire carrier body. The carrier body has several. z. B. two or four, longitudinal grooves.

Der Meßdraht besteht vorzugsweise aus Platin oder einer platinreichen Legierung und ist in Form einer Wendel gewickelt. Für den genuteten Trägerkörper ist ein hochtemperaturbeständiger Sinterwerkstoff. z. B. Sintertonerde, besonders geeignet.The measuring wire is preferably made of platinum or a platinum-rich alloy and is in the form of a Coil wound. A high-temperature-resistant sintered material is used for the grooved carrier body. z. B. sintered clay, particularly suitable.

Es ist zweckmäßig, für den obersten Teil des Trägerkörpers, in dem die Meßdrähte mit den Anschlußdrähten zusammengelötet sind, einen geringeren Querschnitt vorzusehen als für den Hauptteil. Da-Widerstandsthermometer
für hohe TemperaturenIt is expedient to provide a smaller cross-section for the uppermost part of the carrier body, in which the measuring wires are soldered to the connecting wires, than for the main part. Da resistance thermometer
for high temperatures

Anmelder:
Deutsche Gold- und Silber-ScheideanstaltApplicant:
German gold and silver separator

vormals Roessler,
Frankfurt/M., Weißfrauenstr. 9formerly Roessler,
Frankfurt / M., Weißfrauenstr. 9

Kurt Ditterich, Hauer,
ist als Erfinder genannt wordenKurt Ditterich, Hauer,
has been named as the inventor

durch wird das Einlegen der Wendel und das Zusammenlöten erleichtert. Der Oberteil, dessen Länge nur einen Bruchteil der Gesamtlänge beträgt, z. B. ein Zehntel, ist von einem keramischen Schutzring umgeben. Der Ring kann aus dem gleichen Material bestehen wie der Träger; er hat den gleichen äußeren Durchmesser wie der Hauptteil des Trägerkörpers, so daß sich dadurch wieder für die gesamte Länge des Widerstandsthermometers der gleiche Durchmesser ergibt.this makes it easier to insert the helix and solder it together. The top, its length is only a fraction of the total length, e.g. B. one tenth, is surrounded by a ceramic protective ring. The ring can be made of the same material as the carrier; he has the same exterior Diameter as the main part of the support body, so that it is again for the entire length resistance thermometer results in the same diameter.

Die Zeichnungen, die eine bevorzugte Ausführungsform des neuen Widerstandsthermometers wieder- geben, sollen dem besseren Verständnis des Erfin dungsgedankens dienen.The drawings which show a preferred embodiment of the new resistance thermometer give, are intended to provide a better understanding of the concept of the invention.

Der keramische Trägerkörper ist mit 11 und die vier in ihm vorhandenen Längsnuten sind mit 12 bezeichnet. Fig. 1 stellt einen Längsschnitt und Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie A-B dar. Der Trägerkörper 11 enthält vier nach seiner Peripherie hin offene Längsnuten 12, in denen die Meßdrahtwendel 13 untergebracht ist. Die Nuten 12 sind mit der Masse 14 ausgefüllt. Die Masse 14 überzieht das gesamte Widerstandsthermometer; die äußere Schicht ist nur in Fig. 1 und 4, und hier nur teilweise, wiedergegeben und mit 14' bezeichnet.The ceramic carrier body is denoted by 11 and the four longitudinal grooves present in it are denoted by 12. 1 shows a longitudinal section and FIG. 2 shows a cross section along the line AB . The carrier body 11 contains four longitudinal grooves 12 which are open towards its periphery and in which the measuring wire coil 13 is accommodated. The grooves 12 are filled with the mass 14. The mass 14 covers the entire resistance thermometer; the outer layer is shown only in FIGS. 1 and 4, and only partially here, and is designated by 14 '.

Der Oberteil 21 des Trägerkörpers 11, der die Schweiß- oder Lötstellen der Wendelenden mit den Anschlußdrähten 22 und 23 enthält, hat einen geringeren Durchmesser als der Hauptteil des Trägerkörpers 11. Er ist von dem keramisdhen Schutzring 24 umgeben, dessen Außendurchmesser mit dem des Iiauptteils des Trägerkörpers 11 übereinstimmt. Fig. 3 stellt einen Querschnitt längs der Linie C-D dar (Querschnitt duixh den Oberteil) und zeigt den Trägerkörper 11, die Nuten 12 mit der Wendel 13 und den Ring 24. Bei 22' und 23' sind die Enden der Wendel 13 mit den Zuleitungsdrähten 22 und 23 verbunden.The upper part 21 of the carrier body 11, which contains the welding or soldering points of the helical ends with the connecting wires 22 and 23, has a smaller diameter than the main part of the carrier body 11. It is surrounded by the ceramic protective ring 24, the outer diameter of which corresponds to that of the main part of the Support body 11 matches. 3 shows a cross section along the line CD (cross section through the upper part) and shows the support body 11, the grooves 12 with the helix 13 and the ring 24. At 22 'and 23' are the ends of the helix 13 with the lead wires 22 and 23 connected.

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Fig. 4 ergibt sich durch einen der Linie E-F entsprechenden Längsschnitt der Fig. 3. Die Bezugszeichen sind die gleichen wie in den Fig. 1 bis 3. FIG. 4 results from a longitudinal section of FIG. 3 corresponding to the line EF . The reference numerals are the same as in FIGS. 1 to 3.

Für die Abdeckung können geeignete Überzüge aller Art herangezogen werden. Man kann z. B. so vorgehen, daß man einen keramischen Überzug durch Aufschmelzen oder Aufsintern einer über 1300° C, vorzugsweise über 1500° C, schmelzenden bzw. erweichenden Masse aufbringt. Der Überzug kann folgende Zusammensetzung haben: 5 bis 50 Molprozent Berylliumoxyd, 10 bis 40 Molprozent Calciumoxyd, 3 bis 40 Molprozent Aluminiumoxyd, 5 bis 25 Molprozent Magnesiumoxyd und mindestens zwei der Oxyde Titandioxyd, Zirkondioxyd, Bariumoxyd, Bortrioxyd und Siliciumdioxyd.Suitable coverings of all kinds can be used for the cover. You can z. B. proceed as follows that you can create a ceramic coating by melting or sintering at a temperature above 1300 ° C, preferably above 1500 ° C, applying melting or softening mass. The coating can be as follows Composition: 5 to 50 mole percent beryllium oxide, 10 to 40 mole percent calcium oxide, 3 to 40 mole percent alumina, 5 to 25 mole percent magnesia and at least two of the Oxides titanium dioxide, zirconium dioxide, barium oxide, boron trioxide and silicon dioxide.

Eine bevorzugte Mischung besteht aus folgenden Komponenten: 5 bis 10 Molprozent Berylliumoxyd, 10 bis 15 Molprozent Calciumoxyd, 30 bis 40 Molprozent Magnesiumoxyd, 5 bis 15 Molprozent Titandioxyd und 10 bis 20 Molprozent Zirkondioxyd.A preferred mixture consists of the following components: 5 to 10 mole percent beryllium oxide, 10 to 15 mole percent calcium oxide, 30 to 40 mole percent magnesium oxide, 5 to 15 mole percent titanium dioxide and 10 to 20 mole percent zirconia.

Es ist vorteilhaft, folgendermaßen vorzugehen: Nachdem die Wendel in die Nuten eingelegt ist, wird sie mit der keramischen Spezialmasse eingeschlämmt, wobei die Hohlräume mit der Masse ausgefüllt werden. Anschließend wird die eingeschlämmte Masse bei hoher Temperatur erhärtet. Die erhärtete Überzugsmasse soll eine Härte von mehr als 2 nach der Mohs sehen Härteskala aufweisen. Die neuen Widerstandsthermometer sind zur Messung von Temperaturen von 600° C und darüber geeignet.It is advantageous to proceed as follows: After the helix has been inserted into the grooves, is they are slurried with the special ceramic mass, whereby the cavities are filled with the mass. The slurried mass is then hardened at a high temperature. The hardened coating mass should have a hardness of more than 2 according to the Mohs' hardness scale. The new resistance thermometers are suitable for measuring temperatures of 600 ° C and above.

Claims

Patent claims:

1. Resistance thermometer for high temperatures, the resistance wire of which forms a coil wound and laid out in openings provided for this purpose in a rod-shaped ceramic carrier is, characterized in that the measuring wire coil (13), which is preferably made of platinum, is arranged in a plurality of longitudinal grooves (12) open towards the periphery of the support body (11) and the Groove cavities (12) are filled with a glaze or melt (14).

2. Resistance thermometer according to claim 1, characterized in that the solder points (22 ', 23') between the measuring wires (13) and the connecting wires (22,23) containing the upper part (21) of the carrier body (11) has a reduced diameter and with a surrounding it ceramic guard ring (24) is provided, which has the same outer diameter as the Main part of the support body (11) containing measuring wire.

3. Resistance thermometer according to claim 1 and 2, characterized by a ceramic, by melting or sintering on a material that melts above 1300 ° C, preferably above 1500 ° C or softening mass obtained coating.

4. Resistance thermometer according to claims 1 to 3, characterized in that the Coating next to 5 to 50 mole percent beryllium oxide, 10 to 40 mole percent calcium oxide. 3 to 40 mole percent aluminum oxide, 5 to 25 mole percent magnesium oxide and at least two of the Oxides titanium dioxide. Contains zirconia, barium oxide, boron trioxide and silicon dioxide.

5. Resistance thermometer according to claims 1 to 4, characterized in that the Coating of 5 to 10 mole percent beryllium oxide, 10 to 15 mole percent calcium oxide, 30 to 40 mole percent Aluminum oxide, 5 to 10 mole percent magnesia, 5 to 15 mole percent titanium dioxide and 10 to 20 mole percent zirconia.

6. Resistance thermometer according to claim 1 and 2, characterized in that the hardened Coating compound has a hardness of more than 2 according to the Mohs hardness scale.

1 sheet of drawings