DE1648198B1

DE1648198B1 - Flexible resistance thermometer

Info

Publication number: DE1648198B1
Application number: DE19671648198
Authority: DE
Inventors: Walter Dr Obrowski; Fritz Schwarz
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1967-12-16
Filing date: 1967-12-16
Publication date: 1972-05-31
Also published as: GB1245604A; FR1566141A; BE713034A; NL6806924A; SE350603B

Description

Die Erfindung betrifft ein biegbares Widerstandsthermometer mit einem in eine Schutzhülse mit Hilfe von Isolierpulver erschütterungsfest eingebauten und mit den Anschlußteilen für den elektrischen Anschluß durch eine biegbare Metalleitung verbundenen Meßwiderstand. The invention relates to a flexible resistance thermometer with a vibration-proof built into a protective sleeve with the help of insulating powder and with the connecting parts for the electrical connection measuring resistor connected by a flexible metal line.

Widerstandsthermometer werden vorzugsweise mit Platin-Meßwiderständen, in Deutschland nach DIN 43710, ausgerüstet, die bei 0° C einen Sollwiderstand von 100 ± 0,1 Ω besitzen. Diese Meßwiderstände werden zu ihrem Schutz vorzugsweise in metallene Rohre oder Hülsen mit bestimmten mechanischen und/oder chemischen Eigenschaften eingebaut. Zum Anschluß an entsprechende Meßgeräte ist die temperaturempfindliche Drahtwicklung des Meßwiderstandes durch Innenleitungsdrähte mit den Anschlußteilen für die Befestigung der Zuleitung zum Meßgerät verbunden. ·Resistance thermometers are preferably made with platinum measuring resistors, in Germany according to DIN 43710, which have a nominal resistance of 100 ± 0.1 Ω at 0 ° C. These measuring resistors are preferably in metal tubes or sleeves with certain mechanical for their protection and / or chemical properties incorporated. For connection to the appropriate measuring devices, the temperature-sensitive Wire winding of the measuring resistor through inner lead wires with the connection parts connected for the attachment of the lead to the measuring device. ·

Zur elektrischen Isolation der Innenleitung werden üblicherweise keramische Isolierstücke mit mehreren Bohrungen zur Durchführung der Innenleitungsdrähte verwendet. Als Werkstoffe für die Innenleitungen werden vorzugsweise solche mit besonders niedrigem spezifischem elektrischem Widerstand, wie Kupfer, Silber oder Gold,, vorgesehen, da solche,keinen zu berücksichtigenden elektrischen Zusatzwiderstand in den Meßkreis einbringen. Die obere Temperaturgrenze ihrer Anwendung ist durch die chemischen und/oder mechanischen Eigenschaften dieser Werkstoffe auf mittlere Temperaturen beschränkt. Für höhere Temperaturen müssen Werkstoffe mit einem niedrigen Temperaturkoeffizienten des spezifischen elektrischen Widerstandes, aber hohem spezifischem elektrischem Widerstand, wie z. B. Konstantan oder Nickel-Chrom-Legierungen, unter Inkaufnahme der Nachteile des hohen Zusatzwiderstandes eingebaut werden.For the electrical insulation of the inner line, ceramic insulating pieces with several Holes used to pass through the inner lead wires. As materials for the inner lines preferably those with a particularly low specific electrical resistance, such as copper, Silver or gold, as such, are provided, none too Introduce the additional electrical resistance to be taken into account in the measuring circuit. The upper temperature limit their application is due to the chemical and / or mechanical properties of these materials limited to medium temperatures. For higher temperatures, materials must have a low temperature coefficient of specific electrical resistance, but high specific resistance electrical resistance, such as B. constantan or nickel-chromium alloys, accepting the Disadvantages of the high additional resistance are built in.

Die technische Anwendung von Widerstandsthermometern stellt weiterhin die Forderung, daß Widerstandsthermometer oder Teile derselben nach dem Einbau in Anlagen abgebogen werden oder flexibel sein müssen. Bei Verwendung von keramischen Isolierstücken zur Isolation der Innenleitungsdrähte führt ein Biegen zum Bruch der sprö-, den keramischen Isolierteile und der Innenleitungsdrähte. Flexible Ausführungen waren auf diese Weise mit befriedigender Funktionssicherheit daher überhaupt nicht herzustellen.The technical application of resistance thermometers continues to require that Resistance thermometers or parts thereof are bent after installation in systems or have to be flexible. When using ceramic insulating pieces to isolate the inner lead wires bending leads to breakage of the brittle, ceramic insulating parts and inner lead wires. Flexible designs were in this way with satisfactory functional reliability in general not manufacture.

Es wurde deshalb der Weg beschriften, an Stelle der üblichen, mit keramischen Isolierteilen isolierten Innenleitungsdrähten eine mit oxidkeramischem Pulver isolierte Leitung zu verwenden, bei der die Innenleitungsdrähte mit keramischem Pulver fest umpreßtThe way was therefore labeled, instead of the usual insulated with ceramic insulating parts Inner lead wires to use a lead insulated with oxide ceramic powder, in which the inner lead wires firmly pressed with ceramic powder

ίο in einen Mantel aus Metall eingebaut sind. Solche »Mantelleitungen« haben den Vorteil, daß sie eine gute Isolation der Innenleitungsdrähte verbinden mit der Möglichkeit, solche Leitungen zu biegen. Wenn man den Durchmesser solcher Mantelleitungen genügend klein macht, besitzen sie außerdem die nötige Flexibilität.ίο are built into a metal jacket. Such "Sheathed cables" have the advantage that they connect the inner conductor wires with good insulation the ability to bend such lines. If the diameter of such sheathed cables is sufficient small, they also have the necessary flexibility.

Bedingt durch die Herstellungsverfahren solcher Mantelleitungen bestehen die eingebauten Innenleitungdrähte bisher aus hochschmelzenden und mechanisch festen Legierungen, wie z. B. Nickel-Chrom oder Konstantan, während die Verwendung der vorzugsweise für Innenleitungen verwendeten Werkstoffe mit geringem elektrischem Widerstand, wie Kupfer, Silber, Gold, wegen der geringen mecharüschen Festigkeit und der niedrigen Rekristallisationstemperatur so; große Schwierigkeiten bei der Herstellung von Mantelleitungen mit sich bringt, daß eine praktische Anwendung bisher nicht möglich ist. Die Verwendung von mechanisch festen Werkstoffen als Innenleitungsdrähte hat jedoch den Nachteil, daß ein hoher elektrischer Widerstand in Kauf zu nehmen ist. Dies ist besonders störend, wenn der Durchmesser der Mantelleitung klein sein muß, um eine Flexibilität zu garantieren. Eine gewisse Abhilfe schafft zwar die Anwendung einer besonderen elektrischen Auslegung des Meßkreises, z. B. einer Drei- oder Vierleiterschaltung. Dies erzwingt jedoch die Verwendung teurer elektrischer Meßgeräte.Due to the manufacturing process of such sheathed cables, the built-in inner conductor wires exist previously made of high-melting and mechanically strong alloys, such as. B. Nickel-Chromium or constantan, while the use of which is preferably used for indoor lines Materials with low electrical resistance, such as copper, silver, gold, because of the low mechanical ruffles Strength and the low recrystallization temperature so; great difficulty in Production of sheathed cables means that practical application has not been possible up to now. However, the use of mechanically strong materials as inner lead wires has the disadvantage that a high electrical resistance has to be accepted. This is particularly annoying when the diameter the sheathed cable must be small in order to guarantee flexibility. A certain remedy creates the Application of a special electrical design of the measuring circuit, e.g. B. a three- or four-wire circuit. However, this forces the use of expensive electrical measuring devices.

Es war deshalb Ziel dieser Erfindung, biegbare Widerstandsthermometer zu bauen, die neben allen Vorteilen der Verwendung biegbarer oder flexibler Mantelleitungen die Vorteile der bekannten Wider-It was therefore an aim of this invention to build flexible resistance thermometers that can be used next to all Advantages of using bendable or flexible sheathed cables the advantages of the known resistance

"— Standsthermometer mit Innenleitungen aus Werkstoffen niedrigen spezifischen elektrischen Widerstandes in sich vereinigen."- Floor standing thermometer with inner lines made of materials of low specific electrical resistance unite in oneself.

Die erfindungsgemäßen biegbaren Widerstandsthermometer vereinigen beide Forderungen in ausgezeichneter Weise. Sie besitzen einen in eine Schutz-'-•hülse mit Hilfe von Isolierpulver erschütterungsfest eingebauten und mit den Anschlußteilen für den elektrischen Anschluß durch eine biegbare Metallmantelleitung verbundenen Meßwiderstand und sind dadurch gekennzeichnet, daß die Innenleiter derThe flexible resistance thermometer according to the invention combine both requirements in an excellent manner Way. You have one in a protective sleeve with the help of insulating powder built-in vibration-proof and with the connecting parts for the electrical connection by a flexible metal sheathed wire connected measuring resistor and are characterized in that the inner conductor of the

. . Mantelleitung aus einem Verbundwerkstoff bestehen, dessen Kern aus einem Metall mit niedrigem spezifischem elektrischem. Widerstand besteht, der von einem vergleichsweise dünnen Mantel eines mechanisch und thermisch festen metallischen Werkstoffes umhüllt ist, und daß die Innenleiter von pulverisiertem, hochkompromiertem Isolationsmaterial umgeben sind.. . Sheathed cable consist of a composite material, the core of which is made of a metal with low specificity electrical. Resistance exists from a comparatively thin jacket of a mechanically and thermally stable metallic material is encased, and that the inner conductor surrounded by powdered, highly compressed insulation material are.

Es hat sich nämlich gezeigt, -daß man Mantelleitungen herstellen kann mit Innenleitern mit niedrigem elektrischem Widerstand, z. B. aus Kupfer, Silber, Gold, wenn die Innenleitungsdrähte mit einem vergleichsweise dünnen zusätzlichen Mantel aus einem mechanisch festen Werkstoff umgeben werden. Solche Werkstoffe sind z. B. Legierungen des EisensIt has been shown that one can use sheathed cables can produce with inner conductors with low electrical resistance, z. B. made of copper, Silver, gold, if the inner lead wires are made with a comparatively thin additional sheath be surrounded by a mechanically strong material. Such materials are z. B. Alloys of iron

mit Nickel und Chrom oder Legierungen des Nickels mit Chrom und/oder Eisen.with nickel and chromium or alloys of nickel with chromium and / or iron.

Solche Ummantelungen haben den Vorteil, daß der mechanisch weiche Kern des so gebildeten Mantelinnenleiters bei den bei der Verarbeitung zu Mantelleitungen aufgebrachten hohen mechanischen Belastungen und den bei der Verarbeitung notwendigen Zwischenglühungen bei hoher Temperatur nicht beschädigt wird. Es ist dann möglich, in bekannter Weise durch entsprechende Verformungs- und Glühprozesse Mantelleitungen herzustellen, die einen Außenmantel aus einem mechanisch und thermisch stabilen Werkstoff besitzen und Innenleitungen niedrigen elektrischen Widerstandes haben, die ihrerseits gegeneinander und gegen den Mantel isoliert sind durch eine keramische Isoliermasse in pulverförmiger, komprimierter Form mit hohem elektrischem Isoliervermögen.Such coatings have the advantage that the mechanically soft core of the so formed Sheathed inner conductor with the high mechanical applied during processing into sheathed cables Loads and the intermediate annealing at high temperature required during processing will not be damaged. It is then possible in a known manner by appropriate deformation and annealing processes to produce sheathed cables that have an outer sheath from a mechanical and thermal have a stable material and inner lines have low electrical resistance, which in turn are insulated against each other and against the jacket by a ceramic insulating compound in powder form, compressed form with high electrical insulation properties.

Abb. 1 zeigt einen schematischen Schnitt durch die Mantelleitung eines erfindungsgemäßen Wider-Standsthermometers. Dabei ist 6 der Außenmantel der Mantelleitung, 7 die keramische Isolierfüllung,Fig. 1 shows a schematic section through the sheathed cable of a resistance thermometer according to the invention. Here 6 is the outer jacket the sheathed cable, 7 the ceramic insulating filling,

8 der mechanisch feste Mantel der Innenleitung,8 the mechanically strong jacket of the inner line,

9 der Kern der Innenleitung aus einem Werkstoff mit niedrigem elektrischem Widerstand. Unter Verwendung dieser erfindungsgemäßen Mantelleitungen lassen sich biegbare und flexible Widerstandsthermometer für Temperaturen von —270 bis +85O⁰C herstellen, die alle Vorteile bekannter Widerstandsthermometer in sich vereinigen.9 the core of the inner line made of a material with low electrical resistance. Using these sheathed cables invention is bendable and flexible resistance thermometers for temperatures from -270 can be produced 85O ⁰ C to +, combine all advantages of known resistance thermometer in it.

Abb. 2 und 3 zeigen schematisch eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Widerstandsthermometers. Es besteht aus einem Anschlußteil 1 zur Herstellung der elektrischen -Verbindung mit dem Meßgerät, der Mantelleitung 2, einer Schutzhülse 3, die den Meßwiderstand 4 aufnimmt, wobei zur Erhöhung der Erschütterungsfestigkeit des Gerätes alle Zwischenräume mit Isolierpulver 5 ausgefüllt sind. Solche Widerstandsthermometer lassen sich mit Mantelleitungen mit zwei, vier oder mehr Innenleitungsdrähten herstellen, je nachdem, ob der eingebaute Meßwiderstand eine oder mehrere Meßwicklungen besitzt oder ob der Anschluß zum Meßgerät in Zwei-, Drei- oder Vierleiterschaltung erfolgen soll.Figs. 2 and 3 schematically show a preferred one Embodiment of the resistance thermometer according to the invention. It consists of a connector 1 for making the electrical connection with the measuring device, the sheathed cable 2, a protective sleeve 3, which receives the measuring resistor 4, whereby to increase the shock resistance of the device all spaces are filled with insulating powder 5. Leave such resistance thermometers produce with sheathed cables with two, four or more inner conductor wires, depending on whether the built-in measuring resistor has one or more measuring windings or whether the connection to the measuring device should take place in a two-, three- or four-wire circuit.

Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf Widerstandsthermometer mit eingebauten Meßwiderständen mit Metalldraht-Widerstandswicklung beschränkt. Sie wird auch vorteilhaft angewendet bei Verwendung von Halbleiter- oder Heißleiter-Widerständen, deren elektrischer Widerstand bei Raumtemperatur nieder, bevorzugt unter 1000 Ω liegt.The application of the invention is not to resistance thermometers with built-in measuring resistors limited with metal wire resistance winding. It is also applied to advantage when in use of semiconductor or NTC resistors, the electrical resistance of which is low at room temperature, is preferably below 1000 Ω.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

1. Bendable resistance thermometer with one in a protective sleeve (3) with the help of insulating powder (5) built-in vibration-proof and with the connecting parts (1) for the electrical Connection by a flexible metal sheathed line (2) connected measuring resistor (4), thereby characterized in that the inner conductor (10) of the sheathed line (2) is made of a composite material consist, the core (9) of a metal with low specific electrical Resistance consists of a comparatively thin jacket (8) of a mechanical and thermally solid metallic material is encased, and that the inner conductor (10) of a powdered, highly compressed insulation material (7) are surrounded.