DE1200398B

DE1200398B - Verfahren zum Herstellen von Thermoelementen

Info

Publication number: DE1200398B
Application number: DEN22931A
Authority: DE
Inventors: Hendrik Johannes Meerka Embden
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1962-03-26
Filing date: 1963-03-22
Publication date: 1965-09-09

Description

Verfahren zum Herstellen von Thermoelementen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines aus einem oder mehreren Thermodrähten bestehenden Thermoelementes, das in einer Isoliermasse gefaßt und von einem geschlossenen Metallmantel umgeben ist, durch Hämmern, Walzen und Ziehen eines Ausgangselementes mit viel größerem Querschnitt.
Die Isolierung besteht bei solchen Thermoelementen, wenn sie zum Messen hoher Temperaturen, z. B. in einem Kernreaktor, dienen, aus anorganischem Isoliermaterial, wie Magnesiumoxyd, Berylliumoxyd oder Aluminiumoxyd.
Bei der Verwendung dieser Thermoelemente können dadurch Schwierigkeiten auftreten, daß bei der Herstellung durch Hämmern, Walzen und Ziehen infolge eines Fehlers im verwendeten Material örtlich Risse im Mantel entstehen. Das Gas aus der Umgebungsatmosphäre kann bei der Temperaturmessung dann eindringen und in der Nähe des Risses das Isoliermaterial oder die Thermodrähte angreifen, wodurch ein Kurzschluß auftreten oder die Thermospannung sich ändern kann.
Bei Verwendung in einem Thermoreaktor besteht außerdem die Möglichkeit, daß radioaktive Spaltgase, insbesondere Isotope von Krypton und Xenon, eindringen und durch das Isoliermatrial hindurch das andere Ende erreichen, wodurch die Umgebung vergiftet werden kann. Auch bei unbeschädigtem Mantel können Gase, z. B. Wasserstoff, Kohlenmonoxyd und Wasserdampf, durch die Metallwand hindurchdiffundieren und durch Reaktion mit dem Material die Thermospannung beeinflussen.
Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile ganz oder wenigstens teilweise zu beseitigen. Sie besteht darin, daß als Mantel zwei gesonderte Metallschichten verwendet werden.
Wenn jetzt in den Rohren einzelne Risse entstehen sollten, ist dennoch das Eindringen von Gas nahezu ausgeschlossen, weil die Wahrscheinlichkeit, daß ein Fehler in einem Rohr in der Nähe eines Fehlers im anderen Rohr liegt, gering ist, so daß eine Undichtigkeit praktisch nicht auftreten kann; das eine Rohr dichtet das andere ab.
Ein Thermoelement mit einem aus zwei Schichten bestehenden Mantel ist an sich bereits bekannt. Nur eine dieser Schichten ist dabei jedoch aus Metall; die andere Schicht besteht aus einem Stoff wie z. B.
Titan-Nitrid, der praktisch nicht in der erfindungsgemäßen Weise bearbeitet werden kann.
Die Rohre können aus dem gleichen Material bestehen. Häufig ist es vorzuziehen, für die Rohre verschiedene Materialien zu verwenden. Man kann z. B. das eine Rohr aus undurchdringbarem, mechanisch jedoch weniger festem Material und das andere aus Material mit besseren mechanischen Eigenschaften herstellen. Dabei kann zwischen den Rohren eine dünne Isolierschicht angebracht werden, um das Legieren der zwei Mäntel bei hohen Temperaturen zu verhüten. In anderen Fällen ist es dagegen vorteilhaft, zwischen den Rohren eine Lotschicht anzubringen, durch die sie zu einer mechanischen Einheit vereinigt werden können.
Für die Thermodrähte kann man jedes übliche Thermoelement verwenden, sofern seine Verwendung nicht durch die Umstände ausgeschlossen ist. Zum Beispiel ist das bekannte Thermoelement aus einer Chromlegierung und einer Aluminiumlegierung nur bis 10000C brauchbar, während das aus Platin und einer Platin-Rhodium-Legierung bestehende Thermoelement beim Vorhandensein einer Neutronenstrahlung unbrauchbar ist, so daß man in diesem Falle andere Kombinationen verwenden muß.
Eine der Schichten des Mantels kann aus Kupfer bestehen, das Wasserstoff hindurchläßt, aber nicht Kohlenmonoxyd. Chrom - Nickel - Eisen - Legierungen lassen sehr wenig Wasserstoff durch und sind wenig empfindlich gegen oxydierende Atmosphären.
Bei einem Ausführungsbeispiel eines Thermoelementes nach der Erfindung werden für die Drähte bekannte Chrom- und Aluminiumlegierungen verwendet, die in einer Isoliermasse aus Magnesiumoxyd gefaßt und von zwei unmittelbar aneinander anschließenden Metallmänteln umgeben sind, die entweder beide aus einer oxydationsfesten Chrom-Nickel-Eisen-Legierung hergestellt sind oder bei denen der Innenmantel aus reinem Kupfer besteht.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein ähnliches Thermoelement von einem Kupferrohr umgeben, das wiederum von einem Nickelrohr umgeben ist. Zwischen den beiden Rohren ist eine Hartlotfolie angebracht. Nachdem bei der Herstellung auf die übliche Weise die endgültigen Abmessungen erreicht sind, wird das Ganze bis über den Schmelzpunkt des Lotes erhitzt, wodurch die zwei Rohre aneinanderhaften.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen eines aus einem oder mehreren Thermodrähten bestehenden Ther- moelementes, das in einer Isoliermasse gefaßt und von einem geschlossenen Metallmantel umgeben ist, durch Hämmern, Walzen und Ziehen eines Ausgangselementes mit viel größerem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß als Mantel zwei gesonderte Metallschichten verwendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schichten aus verschiedenem Material verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Schichten miteinander verlötet werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 925 618; USA.-Patentschriften Nr. 764 175, 2 802 894.