DE1285209B

DE1285209B - Auswertegeraet fuer Temperaturmessverfahren

Info

Publication number: DE1285209B
Application number: DE1965E0030025
Authority: DE
Inventors: Meier Rolf
Original assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Current assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Priority date: 1964-12-28
Filing date: 1965-09-02
Publication date: 1968-12-12
Also published as: NL6516963A; BE673940A; FR1460458A; LU50090A1; GB1124136A

Description

I 285

Die Erfindung betrifft ein Auswertegerät für das Temperaturmeßverfahren gemäß Patent 1 255 346, wonach ein vorher kalt verformtes Stück elektrisch leitfähigen Drahts in den Bereich der zu messenden Temperatur mindestens so lange eingebracht wird, daß es die Temperatur sicher angenommen hat, daß das Stück anschließend aus dem Meßbereich entfernt wird und daß es schließlich in Längsrichtung mit einer definierten Geschwindigkeit von einer im wesentlichen punktförmigen Hitzequelle, deren definierte Temperatur sicher über der zu bestimmenden Temperatur liegt, überfahren wird, wobei gleichzeitig die elektrische Spannung zwischen den Drahtenden gemessen wird, die ein Maß. für die zu bestimmende Temperatur darstellt.

Das Hauptproblem bei der Auswertung dieses Verfahrens bildet der Ofen zur Erzeugung eines punktförmigen Temperaturfelds bestimmter Größe. Je enger begrenzt der Heizbereich und je definierter die Temperatur ist, die der Draht dabei annimmt, um so höher wird die Meßgenauigkeit.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das punktförmige Temperaturfeld im Mittelteil eines Metallstabs liegt, dessen beide Enden elektrisch erhitzt sind und dessen Mittelteil senkrecht zur Stabsachse durchbohrt ist und daß der durch die Bohrung laufende Draht an beiden Seiten der Bohrung einem definierten Kühlluftstrom ausgesetzt ist. Vorzugsweise ist der Stabquerschnitt im Bereich der Bohrung verjüngt, und der Draht verläuft durch eine in der Bohrung sitzende Keramikperle. Zur Kühlung des Drahtes außerhalb des Heizbereiches empfiehlt sich die Verwendung von Wärmeschilden oder Isolierschichten um die' Heizeinrichtung oder eine zusätzliche Kühlung der außerhalb des eigentlichen Heizbereiches vorhandenen Drahtführungsmittel mit Hilfe zusätzlicher Luftströme. Diese Maßnahmen können mit Vorteil auch kombiniert angewandt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines praktisch erprobten Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den beiden Figuren dargestellt ist.

F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Auswertegeräts, in der durch Teilschnitte auch der innere Aufbau des Ofens zum Erzeugen des punktförmigen Temperaturfeldes sichtbar gemacht ist. Der zu erwärmende Draht 1 lauft über zwei Rollen 2 und 3, zwischen denen sich der Ofen befindet. Das den Draht aufheizende Element ist ein Stab 4 aus rostfreiem Stahl, dessen beide Enden von je einer Heizwicklung 5 erwärmt werden. Der Mittelteil dieses Stabs ist durchbohrt und trägt in der Bohrung eine Keramikperle 6, durch die der Draht läuft. Die beiden Heizwicklungeri sind elektrisch in Serie oder parallel geschaltet.

Um nun den Temperaturgradienten beim Durchlaufen des Drahtes durch die Perle 6 möglichst zu erhöhen, ist der Stab im Bereich der Perle in seinem Querschnitt verjüngt und an den beiden Seiten der Bohrung enden Röhren 7 und 8, durch die ein definierter Kühlluftstrom geblasen wird. Wegen des Einflusses der Kühlung auf die Maximaltemperatur ist es nötig, die Menge und Temperatur des Kühlluftstroms während der Messungen konstant zu halten, so daß sich dieser Einfluß bei der Eichung eliminieren laßt.

Um eine Erwärmung des auszuwertenden Drahtes außerhalb des Ofens durch die vom Stab ausgehende Wärmestrahlung zu vermeiden, ist der Ofen beidseitig mit Wärmeschilden 9 und 10 umgeben.

Um Verfälschungen des Meßergebnisses durch Deformation des Drahtes an den Rollen 2 und 3 zu vermeiden, muß man die Rollen mindestens 50 cm vom Ofen entfernt montieren. Die bei solchen Verhältnissen möglichen mechanischen Schwingungen des Drahtes werden durch zwei Drahtführungen 11 und 12 unterdrückt, die am Ofenein- und -ausgang angebracht sind. Der Draht lauft dort durch je eine Keramikperle ähnlich der zentralen Perle 6, die zum Schutz gegen Erwärmung durch den nach dem Ofendurchgang noch 'nicht völlig abgekühlten Draht mit Hilfe weiterer Kühlröhren 13 und 14 gekühlt werden. Die Kühlluft für diese Röhren braucht jedoch nicht irgendwie geregelt zu werden, da ihr Einfluß auf die Meßgenauigkeit vernachlässigbar ist.

Um die allgemeinen Wärmeverluste des Ofens klein zu halten, sind die Heizwicklungen 5 mit einer Asbestschicht 15 nach außen hin isoliert. Zwischen der Heizwicklung und dem Stab befindet sich eine Isolierschicht 16 mit hinreichenden Wärmeübergangs-Eigenschaften. ..-; ■ ,··.

Abschließend sei noch auf die Fig. 2 hingewiesen, die einen Orthogonal-Schnitt durch den Ofen in der Höhe des Drahtes mit Blick auf das in der F i g. 1 oben gezeichneten i Ende zeigt. In dieser Figur sind die Perle 6, die Wärmeschilde 9 und 10, die prahtführungen 11 und 12 und deren Kühlungen 13 und 14 sowie die Kühlrohre? und 8 an den Ein- und Ausgängen des Ofens zu sehen,. . ^

Die Darstellung der Meßanschlüsse, des Galvanometers, der notwendigen Thermoelemente für den Heizkreis sowie der Regelung der Heizspannung unterbleibt aus Gründen der Vereinfachung der Zeichnung.

In einem praktisch ausgeführten Beispiel sind die beiden Heizwicklungen in Serie geschaltet; die ,Keramikperle 6 ist 3 mm lang; durch die Kühlröhren 7 und 8 wird ein Kühlluftstrom von 200 Normallitern pro Stunde geblasen; der Stab und die Wärmeschilde bestehen aus rostfreiem Stahl. Mit einer solchen Anordnung wurde eine maximale Ofentemperatur von 800° C mit einer Heizleistung von etwa 600 Watt erzeugt. Die Temperatur läßt sich so nach dem Verfahren gemäß Hauptpatent mit einem Mäximalfehler von 5 % ermitteln.

Claims

Patentansprüche:

1. Auswertegerät für das Temperaturmeßverfahren gemäß Patent 1 255 346, wonach ein vorher kalt verformtes Stück elektrisch leitfähigen Drahtes in den Bereich der zu messenden Temperatur mindestens so lange eingebracht wird, daß es die Temperatur sicher angenommen hat, daß das Stück anschließend aus dem Meßbereich entfernt wird und daß es schließlich in Längsrichtung mit einer definierten Geschwindigkeit von einer im wesentlichen punktförmigen Hitzequelle, deren definierte Temperatur sicher über der zu bestimmenden Temperatur liegt, überfahren wird, wobei gleichzeitig die elektrische Spannung zwischen den Drahtenden gemessen wird, die ein Maß für die zu bestimmende Temperatur darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die punktförmige Hitzequelle im Mittelteil eines Metallstabes liegt, dessen beide Enden elektrisch erhitzt sind und dessen Mittelteil senkrecht zur

Stabachse durchbohrt ist und daß der durch die Bohrung laufende Draht an beiden Seiten der Bohrung einem definierten Kühlluftstrom ausgesetzt ist.

2. Auswertegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab im Bereich der Bohrung einen verjüngten Querschnitt aufweist.

3. Auswertegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht durch eine in der Bohrung sitzende Keramikperle verläuft.

4. Auswertegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Drahtführungsmittel außerhalb des eigentlichen Heizbereiches vorhanden sind, die von weiteren Kühlluftströmen gekühlt sind.

5. Auswertegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Wärmeschilde und/oder Isolierschichten vorgesehen sind, die eine Erwärmung des Drahtes außerhalb der Bohrung von den Stabenden her verhindern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen