DE1773577B2 - Vorrichtung zur Überwachung der Temperatur auf grosseren Flachen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, weiche auf einer beheizten oder gekühlten Fläche jede, insbesondere aucli örtliche, stärkere Abweichung von einei voi gewählten Temperatur anzeigt und vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 100 und 500° C, in Spe-/ialfätlcn auch bei Melden Temperaturen, eingesetzt wird.

Anwendung linden diese in folgenden als riächen-Tempeiatutwäehtcr bezeichneten Voriichtungen besondei s in der chemischen Industrie zur Überwachung derObeiflüchcntcmperaturcn von Rcaktionsgcfäßcn, wie 7. H. von Hochdruckautoklaven. Von außen nicht feststellbare Schaden an der inneren Ausmauerung dieser Autoklaven können zu einer gefährlichen örtlichen Temperaturerhöhung der Autoklavenwandung führen, die durch den Einsatz dei erfindungsgemäßen Flächcn-Tcmperalurwächter rechtzeitig entdeckt werden kann. In gleicher Weise können auch explosionsgefähidete Wandungen gegen Überhitzung überwacht werden, wie z. B. in Flugzeugen oder Fahrzeugen.

Voriichtungen zur Übeiwaclning tier Temperatur auf größeren Flächen sind bereits vorgeschlagen worden. Hei einer bekannten Vorrichtung befindet sich in einem biegsamen Schutzrohr eine Kette von diskreten zylindrischen Halbleiterpillcn, weiche gemeinsam auf zwei sich nicht bei ührende parallele Meßleitungen aufgesiiMeit sind. Als Ausgangssignal für du: Temperaturanzeige dient der zwischen den Meßleitungen liegende paiallelgesehaltcle clel.Irische Widerstand.

Hei einei anderen bekannten Auslührung sind in einem Schützt olu in regelmäßigen Abständen The ι inislorcn angebt acht, von denen jedei einzelne mit eigenen, unabhängig herausgefühlten Zuleitungen versehen und mit einem eigenen Meßgerät verbunden ist.

Weiterhin isl be teils eine Vorrichtung bekanntgeworden, bei de ι zwei Dr ahle ans. ve ι schiede· ne η We 11.-Moffen, die /\n Hildung eines Thetmopaares geeignet sind, in einem Schut/iolii ohne gegenseitige IJerühiimj in line geiignele Iialbleiieiniai.se eiii>-elageil : intI. Die beiden Drähte will.en als Thermopaai, sobald di-i ι Ii I.ti i-ehe Widerstand dei Halbiciiersub-■ tan/ an einei Stelle durch Tcnipeiaturcrhöhunp zusammenbricht und damit die beiden Drähte an diesel Stelle zu einer Meßstclle kurzgeschlossen weiden. Nach der deutschen Patentschi iit 960 320 sind auch Temperaturfühler bekannt, bei denen dei Zwisiiunraum zwischen zwei elektrischen Leitern mit einem wäimeempfindlichen,bei höherer Temperatur erweichenden Material mit negativem Tcmperalurl.ocf.V zienten, insbesondere Glas, und einem feuerfesten Material ausgefüllt ist. Diese Temperaturfühler haben

ίο jedoch den Nachteil, daß das erweichende Material die elektrischen I-citer angreift und so deren Lebens . dauer verkürzt.

Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Temperaturfühler zur Überwachung dei Teni-

pci al ur auf größei en !lachen zu konstruieren, dei zuverlässig arbeitet, eine lange lebensdauer besitzt und kostensparend herzustellen ist. Die eif indungsgcmäße Lösung besteht in einer Vorrichtung zur Übeiwachung der Tempeiatur auf größeren Flächen, beste-

hend aus einem langen, biegsamen, metallischen Schutzrohr 3, in dem sich zwei Diähle 3 und 2 aus einem gleichartigen Weikstoff befinden, welche ohne sich oder das Schutzrohr 3 zu berühren auf der ganzen Länge des Meßfühlers 5 in einer halblutendcn Sub-

stanz 4 eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, dali das Schutzrohr 3 und die Drähte 1 und 2 aus Nickel odu einer nickclrcichen legierung und die halbleilende Substanz 4 aus Nickeloxid besteht.

Als Ausgangssignal füi die Temperatur messung

dient der elektrische Widcistand zwischen den beiden Drähten 1 und 2, welcher im wesentlichen durch den elektrischen Widersland dei zwischen den Diähk η 1 und 2 befindlichen Halbleiteisubstauz 4 und deren Temperatur bestimmt wird. Schon bei einer öitlicli eng begrenzten und \erhältnismäßig geringen Temperaturerhöhung nimmt der elektrische Widerstand zwischen den Drähten 1 und 2 - entsprechend den hohen negativen TempeiaturkoeffizienKMi des elektrischen Widerstandes des Nickeloxide 4 - staik ab und kann von einem an einem linde des nächen-Tempetatuiwächlers angeschlossenen Meßgerät optisch und/odci akkustisch angezeigt werden.

Man kann den Flächen-Temperriiuiwächter auch so ausbilden, daß nur ein Diaht 10 in einem bicgsamen metallischen Srhulziohi 11 aus dem gleichen Werkstoff ohne Hei uhr ung mit dem Schutzrohr 11 aiii seiner ganzen Längt innerhalb des Schutzrohies 11 und ohne thermisch isolierend wirkende Zvvische: räume in eine halbleitende Substanz 12 aus Niel.i I oxid eingebettet ist, woiiei das Sehutzrohi 11 di. Funktion dei Zu- oder Ableitung des Mcßstiomrs übernimmt und an das Meßinstrument angeschlossen wird.

Dei eifindungsgcmäßc Flächen-Tempciatuiwaehlei ist beispielsweise als kabelaitigci, biegsam.·! l-üli lei 5 von kicisföimigem Querschnitt ausgebildet. Dei Fühler 5 ist an jeder Stelle seiner (jcsainllänge in gleiehei Weise temperaturempfindlich und wild auf dei 7u iibciwachenden !'lache z. H. mäandeilöiniig odei

Co spiialföimigangebiaeht. Jedeöillidie Übeihityuii}' im Beieich dei von einem solchen Tempeiatuiwäelitei cifaßten Fläche wird von dem angeschlossenen Meßgerät angezeigt.

An Stelle eines kieislöi migcn Querschnittes ',.ann

(J5 der Meßfühler 5 auch eine icchtecUge oder sonstig! , nichtkrcisiöimige Foini besitzen.

Dicerfindungsgernäüe Vorrichtung wild in ilen lol geiiden Abbildungen niiliei ei läutert:

Abb. 1 zeigt einen cifindungsgcniüßen Flächen-Tcinpciatuiwächici schcinatisdi im l.iingssdiniit,

Abb. II zeigt einen criindunj'.sgemällen Ili'uhuiicniperalurwächUr im Otici schnitt,

Abb. III zeigt die 'Icmpiiatuiabhängip eil dis Gcsamtwidcrslandes an den luulen ιίι·ι Zuieilunpsdrähte eines erfindungsgemäßen Flädicn-lcmperalurwächters,

Abb. IV zeigt eine andeie Ausfiihumgsform des erfindimgsgcmäilcn Ilächen-TempciaUiiwächtcis im Qucrsdinitt,

Abb. V zeigt eine weileie Ausfüluungsforin des crfindungsgemäßen Flächcn-Tcmperatunvüchlers schcmatisdi im Längsschnitt,

Abb. VI zeigt einen Flächcn-Temperaturwächier nach Abb. V im Querschnitt.

Der erfindiiHgsgcmäße I'liichc-n-l empera'.unvächter besitzt einen Meßfühler 5 aus einem biegsamen Nickelsehutziolir 3 von beispielsweise 3 mm Aiißendurchmcssei und 0,5 mm Wandstäikc, in dem zwei Nickeldrälite 1 und 2 von je 0,5 mm Duiclimessci in einer halblcilcndcn Niekcloxidkciamik 4 eingebettet sind. Der Meßfühler 5 ist z. B. 5 m lang und wird

mäandcifüiiuig gebogen aiii der zu libciwachendui Obeiflächc befestigt. Wie aus Abb.III ersichtlich, fällt dei elel liischc \\idei;land dieses Flächen Tem peiatuiwädiieis von etwa K)¹ O bei 300" C auf etwa 50 £2 bei 500" C. so daß auch geiingfüpii e Überhilzungen an örtlich en^ bcgrenzt'-n Stellen auf einem entspiechcnden Mcßjieiät sein z.uveilässig ang.zcij ι werden tonnen.

Die Ausführung des eifindungsgcmäßen Flächen-Temperatiirwächters nach Abb. IV weicht von ii ι nacli A bb. I und II dadurch ab, daß das Schutzrohr V einen rechteckigen Qm-ischnitt besitzt, in dem dii beiden Drähte 6 imd7 in einer Nickeloxid! eiainik ? eingebettet sind.

ι Die Abb. V und VI zeigen eine weiten* Ausführungsfoun des crfindungsgemäßen Flächen-Tempi raturwächtcis. Hici ist iiineihalb des biegsamen Nil kclschutz.iohrcs 11 nur ein Nickcldraht 10 in eine! halbleitenden Nickeloxidkeramik 12 eingebettet. Das

> Schutzrohr 11 muß dann die Funktion dei 7u- od :r Ableitung des Meßslromes übernehmen und zusammen mit dem Diaht 10 an das Meßgerät angcschlost-cn werden.

Ulan Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Überwachung der Tempeialur auf größeren Flächen, bestehend aus einem langen, biegsamen, metallischen Schulzrohr (3), in dem sich zwei Drähte (1 und 2) aus einem gleichartigen Werkstoff befinden, welche ohne sich oder das Schutzrohr (3) zu berühren auf der ganzen Länge des Meßfühlers (5) in einer halbleitcnden Substanz (4) eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr (3) und die Drähte (1 und 2) aus Nickel oder einer nickelreichen Legierung und die halbleitende Substanz (4) aus Nickeloxid besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Draht (10) in dem Schut/iohr (11) sich befindet und daß das Schutzrohr (11) die Funktion der Zu- oder Ableitung des Meßstromes übernimmt.