DE167646C

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Publication number: DE167646C
Application number: DENDAT167646D
Authority: DE

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung· bezieht sich auf elektrische Vorrichtungen zum Messen von Temperaturen mit Hilfe thermoelektrischer Elemente, und sie bezweckt hauptsächlich, die umständlichen, lästigen Mittel, um die kalten oder äußeren Enden derartiger Elemente auf gleichmäßiger Temperatur zu erhalten, zu beseitigen.

Um dies zu erreichen, besteht die Erfindung im wesentlichen aus einer selbsttätigen Temperaturausgleichsvorrichtung, die in den Stromkreis geschaltet und in nächster Nähe der kalten oder äußeren Enden des thermoelektrischen Elementes angebracht ist.

Der Erfindungsgegenstand ist in zwei Ausführungsformen auf der Zeichnung dargestellt.

Fig. ι und 2 zeigen schematische Ansichten

der Anordnungen der verschiedenen Apparate.

A ist ein thermoelektrisches Element, wie es

bei Pyrometern oder Thermometern verwendet wird, bei denen die Temperatur mit geeigneten Mitteln gemäß .der von dem Element erzeugten Spannung gemessen oder ,angezeigt wird. B ist eine selbsttätige Temperaturausgleichsvorrichtung. C ist ein Anzeige- und C ein Registrierinstrument von gewöhnlicher Bauart, das die Temperatur, der das Pyrometer oder Thermometer ausgesetzt ist, anzeigt oder registriert; c und c' sind Verbindungsdrähte. Die von einem thermoelektrischen Element, wie es bei einem Pyrometer angewendet wird, erzeugte Spannung ist praktisch dem Temperaturunterschied zwischen den sogenannten heißen und kalten Enden α und b direkt proportional. Zum Messen der Temperatur des heißen Endes α wird ein Registrierapparat C ■ oder ein Anzeigeapparat C verwendet, der die durch das Element A erzeugte Spannung direkt registriert oder anzeigt. Da die Spannung dem Temperaturunterschied zwischen den heißen und kalten Enden proportional ist, ist es augenscheinlich, daß die kalten' Enden b auf gleichmäßiger Temperatur gehalten werden müssenj oder daß eine äquivalente Ausgleichung vorgesehen sein muß, damit man richtige Angaben auf den Instrumenten C oder C erhält. Gegenwärtig benutzt man ein kühlendes Fluidum oder andere Mittel an den kalten Enden b, um eine gleichmäßige Temperatur zu erhalten. Dies ist eine sehr umständliche und teure Methode, die dabei keine vollständig zufriedenstellenden Resultate ergibt.

Bei der vorliegenden Erfindung sind Kühlmittel oder Mittel, um eine gleichmäßige Temperatur zu erhalten, überhaupt nicht nötig, und die Temperatur kann an den kalten Enden derart sein, wie sie sich aus den umgebenden Verhältnissen ergibt. In eine oder, wenn nötig, auch in beide Zuleitungen, die von den kalten Enden nach dem Meßinstrument führen, ist jedoch ganz in der Nähe der kalten Enden die Ausgleichsvorrichtung B (Fig. 1 und 2) eingeschaltet.

Die in Fig. 1 gezeigte Ausgleichsvorrichtung besteht aus einem Thermometer, in dessen Röhre sich ein Draht, ein Stab oder ein Faden 2 in Form eines Bügels, dessen beide Schenkel durch ein Isolierstück 3 voneinander getrennt sind, befindet. Das eine Ende dieses Bügels ist mit dem kalten Ende b des Elementes A verbunden, das andere Ende mit dem Draht c, der mit dem Anzeige- oder Registrierinstrument unmittelbar verbunden ist. Die Kugel

des Thermometers ist wie gewöhnlich mit einer Flüssigkeit, wie z. B. Quecksilber, gefüllt, das einen Querschnitt von hoher Leitfähigkeit im Vergleich zu dem Draht, dem Stab oder dem Faden 2 aufweist.

Wenn ein großer Widerstand bei verhältnismäßig ,geringer Änderung in der Höhe der Quecksilbersäule eingetaucht oder freigegeben werden soll, wird die in Fig. 2 gezeigte Bauart angewendet. In diesem Fall besteht die Ausgleichsvorrichtung B aus einem Thermometer, das an Stelle einer Kugel mit einem Gehäuse von erheblicher Länge und Weite versehen ist, wobei die Röhre ebenfalls entsprechend ausgebildet ist, so daß die Einbringung einer Spule 4 in die Röhre möglich ist. Diese Spule kann aus einer großen Anzahl von Windungen bestehen, die sich über einem Kern 5 von nicht leitendem Material, wie z. B. Glimmer, be-

ao rinden, so daß die Windungen voneinander isoliert sind. Die Enden der Spule sind in der oben angegebenen Weise verbunden, das eine mit dem kalten Ende b und das andere mit dem Registrierinstrument C.

Es ist ersichtlich, daß, wenn das Quecksilber bei Temperaturveränderungen steigt und fällt, ein entsprechender Teil des Drahtes, der Stange oder des Fadens bei beiden Ausführungsformen kurzgeschlossen werden wird oder umgekehrt, wodurch der Widerstand gemäß der eingetauchten Länge des Drahtes, Fadens oder Stabes verringert oder erhöht wird.

Bei beiden Vorrichtungen ist die Abnahme des Widerstandes derart, daß die Spannungsabnahme des Elementes, die von der Temperaturzunahme an den kalten Enden b herrührt, durch die Widerstandsaibnahme der Ausgleichsvorrichtung B ausgeglichen wird. Bei Abnähme der Temperatur an den einzelnen Enden des Elementes steht die Zunahme des Widerstandes ebenfalls in dem gleichen Verhältnis. Wenn z. B. das heiße Ende α des Elementes A an einem Punkt aufgestellt würde, an dem die Temperatur gleichmäßig ist, und wenn das Anzeige- oder Registrierinstrument C oder C an den kalten Enden b für eine Temperatur von 75⁰ eingerichtet wäre, so daß die Angaben oder Registrierungen für diese Temperatur an den kalten Enden richtig sein würden, dann würde das Instrument nicht mehr richtig anzeigen oder registrieren, wenn die Temperatur an den kalten Enden sich ändern würde. Wenn man annimmt, daß eine derartige Änderung stattfindet und daß die Temperatur der kalten Enden sich von 75⁰ auf ioo° erhöht, so würde die durch das Element A erzeugte Spannung· vermindert werden, da der Temperaturunterschied zwischen den kalten und den heißen Enden des EIementes A vermindert ist. Damit diese verminderte Spannung den gleichen Strom (der durch die bei dem ursprünglichen Temperaturunterschied zwischen den heißen und den kalten Enden erzeugte Spannung entsteht) für die Anzeige- oder Registriervorrichtung hervorbringt, ist es notwendig, den Widerstand des Stromkreises der Spannungsabnahme proportional zu vermindern. Zu diesem Zweck ist in den Stromkreis und in die nächste Nähe der kalten Enden des Elementes die Ausgleichsvorrichtung B oder eine ähnliche Vorrichtung eingeschaltet. Wenn die Temperatur steigt, dehnt sich das Quecksilber aus und schließt einen Teil des Widerstandsdrahtes kurz, wodurch der Gesamtwiderstand des Stromkreises vermindert und infolgedessen das Sinken der Spannung, das von der Verminderung des Temperaturunterschiedes zwischen den heißen und den kalten Enden herrührt, ausgeglichen wird. In einigen Fällen, bei denen die Spannunigisänderung etwas unregelmäßig ist, ist es daher notwendig, den Widerstandsdraht der Ausgleichsvorrichtungen derartig einzurichten, daß diese Unregelmäßigkeiten richtig ausg-eglichen werden.

Claims

Pate nt-An s PRU c η :

Thermoelektrisches Pyrometer, dadurch gekennzeichnet, daß ein im umgekehrten go Verhältnis zur Temperatur sich ändernder elektrischer Widerstand in den Kreis des Thermostromes in nächster Nähe der kalten Enden des Elementes eingeschaltet ist, zu dem Zwecke, die Wirkungen der Temperaturschwankunigeii an den kalten Enden des Elementes auf das Meßinstrument auszugleichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.