DE1980985U - Biegbares oder flexibles widerstandsthermometer. - Google Patents

Description

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DEUTSCHE GOLD- UND SILBER-SCHEIDEANSTALT VORMALS ROESSLER - Frankfurt/Main, Weißfrauenstrasse 9

Biegbares oder flexibles Widerstandsthermometer

Widerstandsthermometer werden vorzugsweise mit Platin-Meßwiderständen, in Deutschland nach DIN 43710» ausgerüstet. Solche haben bei 0 ⁰C einen Sollwiderstand von 100 jh 0,1 n. Meßwiderstände werden zu ihrem Schutz vorzugsweise eingebaut in metallene Rohre oder Hülsen mit bestimmten mechanischen und/oder chemischen Eigenschaften. Zum Anschluß an entsprechende Meßgeräte it;t die temperaturempfindliche Drahtwicklung des Meßwiderstandes durch Innenleitungsdrähte verbunden mit den Anschlußteilen für die Befestigung der Zuleitung zum Meßgerät. Zur elektrischen Isolation der Innenleitung werden üblicherweise keramische Isolierstücke mit mehreren Bohrungen zur Durchführung der Innenleitungsdrahte verwendet. Als Werkstoffe für die Innenleitungen werden vorzugsweise solche mit besonders niederem spezifischen elektrischen 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 chemische und/oder mechanische Eigenschaften dieser V/erkstoffe auf mittlere Temperaturen beschränkt. Für höhere Temperaturen müssen solche mit einem niederen Temperaturkoeffizient des spezifischen elektrischen Widerstandes, aber hohem spezifischem elektrischem Widerstand, wie z.B. Konstantan oder Nickelchrom-Legierungen, unter Inkaufnahme der Nachteile des hohen Zusatzwiderstandes " eingebaut werden. Die technische Anwendung stellt die Forderung, daß

Widerstandsthermometer oder Teile derselben nach dem Einbau in g abgebogen werden oder flexibel sein müssen. Bei Verwendung von ker&Eijohen Isolierstücken zur Isolation der Innenleitungsdrähte führt ein liegen zum Bruch der spröden keramischen Isolierteile und der Innenleitungsdrähte. Flexible Ausführungen sind mit befriedigender Funktionssicherheit überhaupt nicht herzustellen. Es wurde deshalb der Weg be~ schritten, anstelle der üblichen, mit keramischen Isolierteilen isolierten Innenleitungsdrähten eine mit oxidkeramischem Pulver isolierte Leitung zu verwenden, bei der die Innenleitungsdrähte mit keramischem Pulver fest ■aapreßt in einen Mantel aus Metall eingebaut sind. Solche "Mantelleiturigen" haben den Yorteil, daß sie eine gute Isolation der Innenleitutigsdrähte verbinden mit der Möglichkeit solche Leitungen zubiegen. Wenn ϊβε-α. den Durchmesser solcher Mantelleitungen genügend klein macht, besitzen sie außerdem die nötige Flexibilität. Bedingt durch die Herstellungsverfahren solcher Manteileitungen bestehen die eingebauten Innenleitungsdrähte bisher aus hochschmelzenden und mechanisch festen Legierungen, wie z.B. Hickelchrom oder Konstantan, während die Verwendung der vorzugsweise für Innenleitungen verwendeten Werkstoffe mit geringem elektrischen •/iderstr.nd, wie Kupfer, Silber, Gold wegen der geringen mechanischen Listigkeit und der niederen Rekristallisationstemperatur so große Schwierigkeiten bei der Herstellung von Mantelleitungen mit sich bringt, daii 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 und es war deshalb Ziel, biegbare oder flexible Widerstandsthermometer zu bauen, die neben allen Vorteilen der Verwendung biegbarer oder flexibler Mantelleitungen die Vorteile der bekannten Widerstandsthermometer mit Innenleitungen aus Werkstoffen niederen spezifischen elektrischen Widerstandes in sich vereinigen.

Die nachfolgend beschriebenen biegbaren oder flexiblen Widerstandsthermometer vereinigen beide Forderungen in ausgezeichneter Weise. Es hat sich nämlich gezeigt, daß man Mantelleitungen herstellen kann mit Innenleitern mit niederem, elektrischen 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 Eisens mit Nickel und Chrom, oder Legierungen des Nickels mit Chrom und/oder Eisen, Selche 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, Innenleitungen niederen elektrischen Widerstandes haben, die ihrerseits gegeneinander und gegen den Mantel isoliert sind durch eine keramische Isoliermasse in pulverförmiger, komprimierter

Form, mit hohem elektrischem Isoliervermögen, wie es der Schnitt S-S in Bild 1 zeigt. Dabei ist 6 der iußenmantel der Mantelleitung, 7 die keramische Isolierfüllung, 3 der mechanisch feste Mantel der Innenleitung, 9 der Kern der Innenleitung aus einem Werkstoff mit niederem elektrischen Widerstand. Unter Verwendung dieser neuartigen Mantelleitungen lassen sich biegbare und flexible Widerstandsthermometer für Temperaturen von -270 bis +850 ^CC herstellen, die alle Torteile bekannter Widerstandsthermometer in sich vereinigen.

Die Ausführungen A und B des Bildes 1 sind bevorzugte Ausführungen. Sie bestehen aus einem Anschlußteil 1 zur Herstellung der elektrischen Verbindung mit dem Meßgerät, der Mantelleitung 2 in oben beschriebener Ausführung, 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 Meß-Viiderstand eine oder mehrere Meßwicklungen besitzt, oder ob der Anschluß zum Meßgerät in Zwei-, Drei- oder Vierleiterschaltung erfolgen soll.

Die Anwendung der Neuerung 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 1 000^L, ist.

Claims (2)

t/L 703 870*12.12,67 PATENTANSPRÜCHE

1. Biegbares oder flexibles Widerstandsthermometer mit einem

in eine Schutzhülse mit Hilfe von Isolierpulver erschütterungsfest eingebauten und mit den Anschlussteilen für den elektrischen Anschluss durch eine biegbare oder flexible Mantelleitung verbundenen Meßwiderstand, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelleitung (2) aus einem Mantel aus einem metallischen, mechanisch festen Werkstoff besteht, Innenleitungsdrähte (9) aus Werkstoffen niederen spezifischen elektrischen Widerstands, vorzugsweise Kupfer, Silber oder Gold, mit einem vergleichsweise dünnen Mantel (8) eines mechanisch und thermisch festen metallischen Werkstoffes, vorzugsweise auf Basis Eisen-Chrom-Nickel.oder Nickel-Chrom oder Nickel-Chrom-Eisen besitzt, umgeben von einem pulverförmigen, hochkomprimierten Isolätionsmaterial (7) hohen elektrischen Widerstandes, vorzugsweise Aluminiumoxid oder Magnesiumoxid.

2. Biegbares oder flexibles Widerstandsthermometer nach Anspruch 1, bei dem als temperaturempfindliches Element ein Meßwiderstand (k) mit Platinwicklung oder ein Halbleiter- oder ein Heissleiter-Widerstand mit niederem, vorzugsweise unter 1 000 JL liegendem Widerstand bei Raumtemperatur eingebaut ist.

Frankfurt/Main, 8.12.1967
Schn/Bi