DE1773577C3 - Vorrichtung zur Überwachung der Temperatur auf grösseren Flächen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, welche auf einer beheizten oder gekühlten Fläche jede, insbesondere auch örtliche, stärkere Abweichung von einer vorgewählten Temperatur anzeigt und vorzugsweise !-.ti Temperature η zvv-hen H)(I und 500° C, in Spezialfällen auch bei tieferen Temperaturen, eingesetzt wird.

Anwendung finden diese in folgenden als Flächen-Temperaturwächter bezeichneten Vorrichtungen besonders in der chemischen Industrie zur Überwachung der Oberflächentemperaturen von Reaktionsgefäßen, wie z. B. 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 der erfindungsgemäßen Flächen-Temperaturwächter rechtzeitig entdeckt werden kann. In gleicher Weise können auch explosionsgcfährdete Wandungen gegen Überhitzung überwacht werden, wie z. B. in Flugzeugen oder Fahrzeugen.

Vorrichtungen zur Überwachung der Temperatur auf größeren Flächen sind bereits vorgeschlagen worden. Bei einer bekannten Vorrichtung befindet sich in einem biegsamen Schutzrohr eine Kette von diskreten zylindrischen Halbleiterpillen, welche gemeinsam auf zwei sich nicht berührende parallele Meßleitungen aufgesintert sind. Als Ausgangssignal für die Temperaturanzeige dient der zwischen den Meßleitungen liegende parallelgeschaltete elektrische Widerstand.

Bei einer anderen bekannten Ausführung sind in einem Schutzrohr in regelmäßigen Abständen Thermistoren angebracht, von denen jeder einzelne mit eigenen, unabhängig herausgeführten Zuleitungen versehen und mit einem eigenen Meßgerät verbunden ist.

Weiterhin ist bereits eine Vorrichtung bekanntgeworden, bei der zwei Drähte aus verschiedenen Werkstoffen, die zur Bildung eines Thermopaares geeignet sind, In einem Schutzrohr ohne gegenseitige Berührung in eine geeignete Halbleitermasse eingelagert sind. Die beiden Drähte wirken als Thcrmopaar, sobald der elektrische Widerstand der Halbleitersuban einer Stelle durch Temperaturerhöhung zu-

sammenhricht und damit die beiden Drähte an dieser

Stelle zu einer Meßstelle kurzgeschlossen werden.

Nach der deutschen Patentschrift 960 320 sind auch

Temperaturfühler bekannt, b-:i denen der Zwischen-

raum zwischen zwei elektrischen Leitern mit einem wänneempfindlichen, bei höherer Temperatur erweichenden Material mit negativem Temperaturkoeffi zienten, insbesondere Glas, und einem feuerfesten Material ausgefüllt ist. Diese Temperaturfühler hrben

ίο jedoch den Nachteil, daß das erweichende Material die elektrischen Leiter angreift und so deren Lebensdauer verkürzt.

Fs war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eineii Temperaturfühler zur Überwachung der Tem

peratur auf größeren Flächen zu konstruieren, der zuverlässig arbeitet, eine lange Lebensdauer besitzt und kostensparend herzustellen ist. Die erfindungsgemäße Lösung besteht in einer Vorrichtung zur Überwachung der Temperatur auf größeren Rächen, beste-

so hcnd aus einem langen, biegsamen, metallischen Schutzrohr 3, in dem sich zwei Drähte 1 und 2 au> einem gleichartigen Werkstoff befinden, welche ohne sich oder das Schutzrohr 3 zu berühren auf der ganze r, Länge des Meßfühlers 5 in einer halblcitenden Sub stan/. 4eingebettet 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.

Als Ausgangssignal für die Temperaturmessung dient der elektrische Widerstand zwischen den beiden Drähten 1 und 2, welcher im wesentlichen durch den elektrischen Widerstand der zwischen den Drähten 1 und 2 befindlichen Halbleitersubstanz 4 und deren Temperatur bestimmt wird. Schon bei einer örtlich eng begrenzten und verhältnismäßig geringen Temperaturerhöhungnimmt der elektrische Widerstand zwischen den Drähten 1 und 2 - entsprechend den hohen negativen Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes des Nickeloxids 4 - stark ab und kann

to von einem an einem Ende des Flächen-Temperaturwächters angeschlossenen Meßgerät optisch und/oder akkustisch angezeigt werden.

Man kann den Flächen-Temperaturwächlcr auch so ausbilden, daß nur ein Draht 10 in einem biegsamen metallischen Schutzrohr 11 aus dem gleichen Werkstoff ohne Berührung mit dem Schutzrohr 11 auf seiner ganzen Länge innerhalb des Schutzrohrcs 11 und ohne thermisch isolierend wirkende Zwischenräume in eine halbleitende Substanz 12 aus Nickel oxid eingebettet ist, wobei das Schutzrohr 11 die Funktion der Zu- oder Ableitung des Meßstromes übernimmt und an das Meßinstrument angeschlossen wird.

Der erfindungsgemäße Flächcn-Tempcraturwäehtcr ist beispielsweise als kabelartiger, biegsamer Fühler 5 von kreisförmigem Querschnitt ausgebildet. Der Fühler 5 ist an jeder Stelle seiner Gesamtlänge in gleicher Weise temperaturempfindlich und wird auf der zu überwachenden Fläche z. B. mäandcrförmig oder

spii alförmig angebracht. Jede örtliche Überhitzung im Bereich der von einem solchen Temperaturwächtci erfaßten Fläche wird von dem angeschlossenen Meßgerät angezeigt.

An Stelle eines kreisförmigen Querschnittes kann der Meßfühler 5 auch eine rechteckige oder sonstige, nichtkreisförmige Form besitzen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird in den folgenden Abbildungen näher erläutert:

Abb. I zeigt einen crfindungsgemiilkn Fliichen-Temperaiurwächter sehemalisch im Liingsschniit,

Abb. II zeigt einen erfindungsgemüßen Flachen-Temperaturwächier im Querschnitt,

Abb. III zeigt die Temperaturabhängigkeit des Gesamlwiderstandes an den Enden der Zuleitungsdrähtc eines erfindungsgernaßen Flächen-Temperaturwächters,

Abb. IV zeigt eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Flächen-Temperaiurwächters im > Querschnitt,

Abb. V zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäöen FlSchen-Temperaturwächters schematisch im Längsschnitt.

Abb. Vl zeigt einen Flächen-Temperaiiirwächter nach Abb.V im Querschnitt.

Der erfindungsgemäße Flhchen-Temperaturwächter besitzt einen Meßfühler 5 aus einem biegsamen Nickelschutzrohr 3 von beispielsweise 3 mm Außendurchmesser und 0,5 mm Wandstarke, in dem zwei Nickeldrähte 1 und 2 von je 0,5 mm Durch' lesser in einer halbleitenden Niekeloxidkeramik 4 eingebettet sind. Der Meßfühler 5 ist z. B. 5 m lang und wird

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Überwachung der Temperatur auf größeren Flachen, bestehend aus einem langen, biegsamen, metallischen Schutzrohr (3), in dein 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 halbleitenden 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 Schutzrohr (11) sich befindet und daß das Schutzrohr (11) die Funktion der Zu- oder Ableitung des Meßstromes übernimmt.