DE2108298A1 - Thermometer - Google Patents

Description

Köln, den 26.1.1971 AvK/Ax

E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware 19898 (U.S.A.)·

Thermometer

Die Erfindung betrifft Thermometer, die zur Messung von Temperaturen in bestimmten Bereichen dienen: Die Thermometer gemäß der Erfindung aind auf zahlreichen Gebieten allgemein anwendbar, jedoch sind sie besonders vorteilhaft In Form von Fieberthermometern für die orale oder rektale Temperaturmessung, insbesondere in Form von sterilen Fieber* thermos«tern au« Kunststoff, die einmal verwendet und dann weggeworfen werden·

Äiner der größten Nachteile der üblich·η, ale Quecksileer-Glaethernoneter ausgebildeten Fieberthermometer sind ihre verhältniamäßig hohen losten, die eine Wiederverwendung erfordern. Für den erneuten Gebrauch muß das Quecksilber in der Kapillare durch Schütteln auf einen Wert unter beispielsweise 35«6⁰O «urückgescblagen werden. In Krankenhäusern geschieht dies häufig in eintr Zentrifuge in eine« Raum, der von den Krankenzimmern entfernt ist. Bas Thermometer muß ferner vor dem erneuten Gebrauch wieder sterilieiert werden« Auf Grund der Beschaffenheit der Glasthermopeter darf dies nicht durch Erhitzen geschehen. Die Verwendung von Sterilisationsflüssigkeiten ist nicht immer zuverlttseig, so daß die Gefahr einer Übertragung von Infektionen

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von einem Patienten auf den anderen besteht» In jedem Fall sind das Zurückschlagen und die Sterilisation zeitraubende Arbeitsgänge. Ferner gehen die üblichen Thermomter mit Glashülle leicht zu Bruch, so daß sie einen weiteren erheblichen Kostenaufwand in Krankenhäusern oder Kliniken darstellen O

Die hohen Kosten der Herstellung von als Quecksilber-Glasthermometer ausgebildeten Fieberthermometern ist durch die Eigenschaften sowohl des Quecksilbers (oder anderer ausdehnbarer Flüssigkeiten) als auch des Glases bedingt» Die komplizierte Herstellung vird durch die Vielzahl der Arbeitsstufen veranschaulicht (siehe beispielsweise Ü.3.A.-Patentschrift 3 183 721). Die Schwierigkeiten ergeben sich dadurch, daß 1) Quecksilber (oder eine andere ausdehnbare Flüssigkeit) einen verhältnismäßig niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat, der sehr kleine Toleranzen in den Abmessungen für die Kugel und die Kapillare erfordert, 2) das Quecksilber sich gleichmäßig über den Bereich von der Grundtemperatur (z.B. Raumtemperatur) bis zu der üblichen abzulesenden Temperatur ausdehnt, jedoch der Bereich von klinischem Interesse verhältnismäßig kurz ist und zwischen 35»6 und 42⁰C liegt, 3) das Quecksilber sich nach der Entfernung des Thermometers bei Abkühlung schnell zusammenzieht (es ist üblich, eine Einschnürung in der Kapillare einzufügen, um die "Maximumanzeige¹¹ zu erhalten, bis \ das Quecksilber für den erneuten Gebrauch durch Schütteln nach unten geschlagen wird, 4) die Glashülle umständlich geglüht werden muß, um während der Herstellung eingeführte Spannungen zu entfernen, und 5) die Thermometer einzeln geeicht und mit einer Skala versehen werden müssen.

Fieberthermometer, die eine durch Wärme ausdehnbare Flüssigkeit (z.B. Quecksilber) in einer Kunststoffhülle enthalten, wurden bereits vorgeschlagen (U.S.A.-Patentschriften 3 350 490 und 2 795 140), jedoch sind sie, soweit bekannt, bisher nicht in den Handel gekommen. Ein wahrscheinlicher

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Nachteil dieses Thermometertyps liegt darin, daß die meisten Kunststoffe einen Wärmeausdehnungskoeffizienten der gleichen Größenordnung wie die ausdehnbare Flüssigkeit haben und eine erhebliche Pehlermöglichkeit in einem Thermometer liegt,, bei dem eine ausdehnbare Kunststoffhülle mit einer die Temperatur anzeigenden ausdehnbaren Flüssigkeit kombiniert ist.

Wie die folgende Beschreibung zeigt, werden gemäß der Erfindung diese Nachteile von Thermometern, die auf durch Wärme ausdehnbaren Flüssigkeiten basieren, vermieden, indem an Stelle der Flüssigkeit ein durch Wärme ausdehnbarer Feststoff verwendet wird, der über den in Frage kommenden . Temperaturbereich schmilzt und sich ausdehnt. Feststoffe, die unter Ausdehnung schmelzen, wurden bereits als Betätigungselemente in verschiedenen Apparaturen, die auf die Temperatur und auf elektrischen Strom ansprechen, z.B. in Ventilen und Schaltern, verwendet (siehe beispielsweise U.S,A.-Patentschriften 3 001 401 und 3 263 411 und britische Patentschrift 920 929)» Thermometer, bei denen das Schmelzen von Feststoffen für die Anzeige der Temperatur ausgenutzt wird, sind bereits vorgeschlagen worden, jedoch enthalten sie eine Reihe von getrennten Verbindungen mit scharfem Schmelzpunkt (siehe beispielsweise U.S.A,-Patentschriften 3 440 882 und 3 430 491). Ein Thermometer oder eine andere Temperaturmeßvorrichtung, bei der die Ausdehnung eines Materials, das über einen bestimmten Temperaturbereich schmilzt,während des Schrnelzens ausgenutzt wird, wie dies erfindungsgernäß der Fall ist, wurde bisher noch nicht vorgeschlagen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Thermometer oder eine andere Vorrichtung zur I-iessung von Temperaturen über einen bestimmten Bereich, wobei als thermometrisches Mittel ein festes, durch V/ärme ausdehnbares Material verwendet wire, das über einen Temperaturbereich einschließlich dea gewählten Bereichs schmilzt und sich mit steigender Tcmpera-

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tür stetig über den gewählten Bereich ausdehnt. Die Vorrichtung enthält Mittel zur Feststellung des Grades der Ausdehnung des durch Wärme ausdehnbaren Materials, wenn dieses auf eine Temperatur innerhalb des gewählten Bereichs erhitzt wird, und Mittel, durch die der Grad der Ausdehnung mit der Temperatur in Wechselbeziehung gebracht wird«

Der durch Wärme ausdehnbare Peststoff muß über den gewählten Temperaturbereich einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten haben als das Material der Hülle, so daß die Ausdehnung genau feststellbar ist. Für die Praxis sollte der Wärmeausdehnungskoeffizient des durch Wärme ausdehnbaren Feststoffs um einen Faktor von wenigstens 3 größer sein.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist ein einmal zu verwendendes, wegwerfbares Fieberthermometer zur Messung von Temperaturen über den Bereich von klinischem Interesse.' Dieses Thermometer hat eine langgestreckte Hülle aus thermoplastischem Material mit einer in Längsrichtung verlaufenden Kapillarbohrung, die an einem Ende mit .einem Gefäß, das einen größeren Querschnitt hat als die Bohrung, in Verbindung steht» Als thermometrisches Mittel dient ein festes, durch Wärme ausdehnbares Material, das der vorstehenden Definition entspricht, vorzugsweise ein festes Material, das über den Temperaturbereich von klinischen Interesse einen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat, der wenigstens zehnmal größer ist als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Werkstoffs der Hülle. Das thermometrische Material füllt wenigstens teilweise das Gefäß und kann in die Bohrung ragen. Eine Teilstrichskala iot an der Hülle neben der Kapillare angebracht. Diese Skala ist so unterteilt und geeicht, daß sie den Stand des thermometrischen Materials in der Kapillare mit der Temperatur des durch Wärme ausdehnbaren Materials in Wechselbeziehung bringt, wenn es auf eine Temperatur in dem Bereich erhitzt wird. Vorzugsweise wird ein durch Wärme ausdehnbarer Feststoff verwendet, der sich mit der Temperatur linear über den

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Bereich von klinischem Interesse ausdehnt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Abbildungen beschriebene

Fig.1 zeigt ein bevorzugtes Fieberthermometer gemäß der Erfindung.

Fig.2, 3 und 4 sind Querschnittsansichten des in Fig,1 dargestellten Thermometers längs der Linien A-A, B~B und C-C,

Fig.5 ist ein ungefähres Zustandsdiagramin für binäre Gemische von n-Trieosan und n-lTonadecan, die als durch V>^rärme ausdehnbare Materialien für die Fieberthermometer gemäß der Erfindung bevorzugt werden,

Fig.6 ist eine graphische Darstellung, die die Besiehung von Volumen und Temperatur über einen Bereich von Temperaturen einschließlich des Bereichs von klinischem Interesse für ein binäres Gemisch aus 60 Gew.-^ n-Tricosan -und 40 Gew,-$ n-Nonadecan zeigt. Die Volumenausdehnung dieses Gemisches ist eine lineare Funktion der Temperatur über · den Bereich von 96 bis 106⁰F (35,56 bis 41,11⁰C).

Fig.7 ist eine Eichkurve für ein Thermometer des in Fig.1 dargestellten Typ3, das das 60:40~Gemisch von Tricosan und Nonadecan als Temperaturanzeiger'enthält<>

Fig.8A, 8B und 80 stellen Zustandsdiagrarnme für andere verwendbare schmelzbare, durch Wärme ausdehnbare Feststoffe dar»

Fi£.9 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung von Volumen und Temperatur für ein durch Wärme ausdehnbares paraffinisches Material mit einer nicht-linearen Ausdehnung· kurve zeigt.

Fig.10s. hin 1Of zeigen andere Ausführun^sformen und Kon-

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struktionsraerkmale für wegv/erfbare Kunststoffthermometer gemäß der Erfindung.

Fig.11 bis 15 zeigen Eichkurven für andere Thermometer gemäß der Erfindung, die in den folgenden Beispielen ausführlich beschrieben werden.

•Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird an Hand von Fig.1 bis Fig.7 beschrieben. Wie )?ig.1 zeigt, ähnelt dieses Thermometer im Aussehen dem üblichen, als Quecksilber-Glasthermometer ausgebildeten Fieberthermometer, Das Thermometer hat eine klare, starre Hülle (1), die aus Polyvinylchlorid besteht und eine Größe von 2 mm χ 7 nim χ 100 mm hat, eine Kapillareo:rang (2) im Gehäuse oder Hantel, ein mit der Bohrung in Verbindung stehendes Gefäß (5) an einem Ende der Bohrung, ein festes, durch Wärme ausdehnbares Material (4), das im iefäS (3) enthalten ist und wahlweise in die Bohrung ragt, fiß3 eine geeichte, in Teilstriche unterteilte Tempern '-^rskala (5) auf der Hülle neben der Kapillare.

Bevorzugt als Material, das durch Wärme ausdehnbar ist, wird ein binäres Gemisch aus 60 Gew,-Teilen n-Tricosan (Op^H.g) und 40 Gew.-Teilen n-Honadecan (CjcAq). Wahlweise werden 0,2 Gew.-Teile des Farbstoffs "Oil Red" zu 100 Gew,-Teilen des binären Gemisches ge^ecen, damit das Geraisch für das Auge besser erkennbar ist, iTsier Bestandteil im Gemisch wird durch fraktionierende Krists'l"·..isation gereinigt, um einen scharfen-Schmelzpunkt sowi-? ~\*,>~ gleichmäßige Volumenänderung mit der Temperatur za gev/ährleisten.

n-Tricosan (Cp-zH.o) ur,d n-llonadesan (C^qH.q) sind Paraffinkohlenwasserstoffe, die iß tier Xatnr in Mischung mit

en

anderen homologen Verbindung/iii sdp. Paraffinwachs vorkommen. Paraffinwachs wird häufif in Verbindung mit Lebensmitteln verv;sndet und kar.*: 5ahii ;.T_3 unrifti;; für den Ke ns oh Sri -arigaöeher; wercie:·.* LLi. !-.'raifine gelten als völlig ifisrte ^!aüä nioht~risciktLL"r..-5fähi.r::· Materialien.

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Die Beziehung zwischen der Zusammensetzung eines "binären Gemisches von Trieosan und Honadecan und seinem speziellen Schmelz- und Ausdehnungsbereich wird am "besten durch sein Zustandsdiagramm veranschaulicht, das ungefähr in Fig.5 dargestellt ist« Bei jeder gegebenen Zusammensetzung beginnt das Geraiseh "bei einer "bestimmten Temperatur (auf der Linie E für den festen Zustand) zu schmelzen (und sich auszudehnen). Bei einer anderen höheren Temperatur (auf der Liquidus-Linie D) ist das Material vollständig geschmolzen und im wesentlichen vollständig ausgedehnt. Im Bereich B liegen Feststoff und Flüssigkeit im Gleichgewicht vor. Die vollständig feste Phase im Bereich 0 oder die vollständig flüssige Phase im Bereich A erfährt natürlich mit steigenden Temperaturen eine geringe Ausdehnung, aher für die Zwecke der Erfindung kann diese Ausdehnung angesichts der viel größeren Ausdehnung, die während des Übergangs von der flüssigen zur festen Phase stattfindet, vernachlässigt werden.

Wie in Fig.5 dargestellt, wird bei Erhöhung der Temperatur eines 60:40-Geraisehe3 von Tricosan und Konadecan erst ein Schmelzpunkt beobachtet, wenn die Temperatur etwa 96⁰F (35,6°G) (Punkt a) erreicht, v/o gleichzeitig die erste Volumenzunahfiie beobachtet wird. Mit weiterer Erhöhung der Temperatur finden weiteres Schmelzen und weitere Ausdehnung statt, Ms das Gemisch bei etwa 106⁰F (41,1⁰C) (Punkt b) vollständig geschmolzen ist. Das Ausdehnungsverhalten des öO^G-Sricosan/lionadecan-Gemisches ist in Fig.6 dargestellt. Diese Darstellung zeigt, daß praktisch keine Ausdehnung stattfindet, bis die Temperatur etwa 96⁰F (35,6⁰C) erreicht, eine geradlinige Ausdehnung über den Bereich von etwa 96 bis 1O6°F (55,6 bis 41,1⁰C) und danach praktisch keine Ausdehnung stattfindet,

Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird in Beispiel 1 ausfuhrIieher besehrieben.

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Das Thermometer gemäß der Erfindung kann nach verschiedenen Verfahren hergestellt werden. Typisch ist ein Verfahren, das aus den folgenden Stufen besteht, die dazu dienen, eine Reihe von Fieberthermometern in der in Fig.1 bis 4 dargestellten Ausführungsform herzustellen:

1) Eine Injektionskanüle aus Stahl mit 0,71 mn Außendurchmesser und ein Nylonmonofilarnent von 0,137 mm Durchmesser (durch die Kanüle gezogen) v/erden zwischen zwei 0,64 mm dicke Folien aus klarem Polyvinylchlorid gelegt.

2) Das Ganze wird in einer beheizten Carver-Laboratoriuinspresse bei 130⁰O gepresst. Nach der Abkühlung der geformten Hülle werden die Kanüle und der Faden herausgezogen, wobei das Gefäß und die Kapillare als Hohlräume zurückbleiben«

3) Die Thermometerhülle wird dann auf die gewünschte Form zugeschnitten, und das untere Ende des Ge.fo.i3es wird in einer beheizten Klemme so verschlossen, naß der rebildete Hohlraum eine Länge von genau 14 ram hat.

4) Das Thermometer wird mit dem geschmolzenen 60:40-Tricosan-Honsdecan-Geiaisch bei 43» 3 C nach der üblichen Vakuummethode gefüllt, indem das Ende der Hülle, an dem sich die offene Kapillare befindet, in die Schmelzt; getaucht, über der Schmelze ein Vakuum angelegt wird, utu die Kapillare und das Gefäß zu evakuieren, und das Vakuum dann aufgehoben wird, wodurch die Sei rnelze in das Gefäß und in die Kapillare flie/;fc₀

5) Das gefüllte Thermometer wird aun dur Schuelre gezogen, worauf das Tricosan-ilon.-idücan-Ge^.isch zum GefäCendo hin 2 us a lamellae "Og en wird, indem d-n Gefötf ,jekühlt wird, während der -obore Abschnitt der Kapillare bei etv.r-43,3⁰O -ehalten wird.

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6) Abschließend wird eine lineare Temperaturskala von 96 bis 1O6°P (35,6 bis 41,1⁰C) an einer Seite des flachen Thermometers so befestigt, daß der Teilstrich für 35,6⁰G sich in einer Höhe mit dem Stand des festen Paraffingemisches in der Bohrung und der Teilstrich für 41,1⁰G sich am oberen Ende der Bohrung befindet.

Eine ausgewählte Reihe von Kunststoffthermometern, die in der oben beschriebenen Weise hergestellt worden waren, wurde an einem Menschen geprüft. Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle I genannt.

Tabelle I

Kunststoffthermometer - Genauigkeit bei der oralenTemperaturmessung

Prüfbedingungen: 3 Minuten tief unter der Zunge Abmessungen des Kunststoffthermometers (siehe Pig.1-4)J Kammer (3) = 0,71 mrn Innendurchmesser χ 14 mm Innenlänge Kapillare (2) = 0,137 mm χ 50,8 mm Innenlänge

Hr0	Kunststoffthermo meter Temp0 Temp. (R.T.)* warm* 8P 0P	98,2 98,2	Glaather- mometer * Temp., 0P	Fehler (R.T. - Glas) 0P	Tageszeit
253 256	98,3 98,5	97,6 97,8 97,8 97,7	98,2 98,3	0,0	2.12 2.52
308 313 315 316	97,7 97,9 97,9 97,8	98,0 98,4 98,4	■ 97,5 97,7 97,7 97,8	0,1 0,1 0,1 -0,1	9.21 9.27 9.32 9.37
319 320 321	98,2 98J6	98,4 98,4 98,5	-0,4 0,0 0,1	2.57 3.02 3.07

*Die Temperatur (warm) ist die maximale Anzeige unmittelbar nach dem Herausnehmen aus dem Mund»

**Temperatur (R.T.) ist die Anzeige nach Abkühlung des Thermometers auf Raumtemperatur.

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Die V/erte in Tabelle I zeigen, daß die Anzeige des Kunststoffthermometers im wesentlichen mit 4p,2^oF mit der Anzeige eines hochwertigen üblichen Fieberthermometers aus Glas übereinstimmt. Beide Thermometer wurden von der Versuchsperson zur gleichen Zeit in den Mund genommene Eo ist ferner festzustellen, daß die Anzeigen nach der Abkühlung .der Thermometer auf Raumtemperatur im wesentlichen die gleichen waren wie die Anzeigen unmittelbar nach dem Herausnehmen des Thermometers aus dem Mund der Versuchsperson. Dies veranschaulicht ein vorteilhaftes Merkmal der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Ein Teil des durch Wärme ausdehnbaren Materials, das mit den kühleren Wänden der Kapillarbohrung in Berührung ist, erstarrt und überzieht die Wände der Bohrung, so daß die Anzeige der maximalen Temperatur gehalten und "registriert" wird. Dies bedeutet, daß das Thermometer gemäß der Erfindung in der bevorzugten Ausführungsform von Hatur aus ein Maximum-Thermometer ist. Der "Fehler durch Zusammenziehung" (d.h. der Unterschied zwischen der Temperaturanzeige unmittelbar nach der Entnahme des Kunststoffthermometers aus dem Mund und der Temperaturanzeige nach der Abkühlung des Kunststoffthermometers) beträgt maximaljP,2°F. Dieser Wert ist für die meisten Verwendungszwecke annehmbar.

Die starke Volumenzunahme (etwa 12$) des Paraffingemisches (in Figo6 dargestellt) ist besonders vorteilhaft für die Herstellung von Thermometern gemäß der Erfindung, weil die Verwendung einer verhältnismäßig großen Bohrung für ein gegebenes Volumen des Gefäßes möglich ist. Bei Verwendung von Quecksilber würde die Volumenzunahme nur 1/100 dieses Betrages über den gleichen Temperaturbereich betragen, und die Kapillare müßte zwangsläufig auf 1/100 des Volumens bei gleichen Abmessungen dec Gefäßes verkleinert werden.

Daß vorstehend beschriebene Thermometer kann mit einer für klinische Zwecke genügenden Genauigkeit, Gleichmäßigkeit und Zuverlässigkeit und doch so billig hergestellt werden,

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daß es nach einmaligem Gebrauch weggeworfen werden kann, so daß jede Gefahr einer Übertragung von Krankheitskeimen von einem Patienten auf den anderen ausgeschaltet ist. Ein Grund hierfür liegt darin, daß der Durchmesser der Bohrung verhältnismäßig groß gehalten werden kann. Die Schwierigkeit und die Kosten eines Thermometergehäuses steigen in umgekehrten Verhältnis zur Größe des Durchmessers der Kapillarbohrung. Ein anderer Grund ist, daß es nicht notwendig ist, eine Einschnürung in der Bohrung vorzusehen, um*die Anzeige der maximalen Temperatur, wie oben erwähnt, zu halten. ^^s ^-^s^ auch nicht notwendig, das Gehäuse zur Verhinderung von Bruch zu glühen, wie dies bei üblichen Quecksilbertherraometern mit Glashülle der Fall ist. Ein weiterer Vorteil und kostensenkender Faktor ist die Tatsache, daß es nicht notwendig ist, jedes einzelne Thermometer beim Herstellungsverfahren zu prüfen oder su eichen, weil das schmelzbare ausdehnbare Material sich während der Herstellung in der Bohrung bis zur niedrigsten Temperatur in ihrem Bereich (z.B. 35,6⁰G) zusammenzieht und sich nur bis zum Erreichen des Maxirnum-Ternperaturwertes (z\B. 41,1 C) am Füllpunkt ausdehnt. Auf diese V/eise wird durch eine gleichmäßige Skala, die den Temperaturbereich (z.B. 35, 6 bis 41,1⁰C) umfaßt, automatisch eir.e genaue Eichung erreicht, wenn ein durch V/arme ausdehnbares Material, das sich während des Schmelzens linear ausdehnt, verwendet wird.

Kachstehend werden einige andere Ausführungsforraan kurz beschrieben.

Durch V/rirne ausdehnbare feste K-::;teri--.lien

Das gewählte, durch Wärme ausdehnbare feste Material i;:uß über einen Bereich schmelzen, der den Bereich einschließt, 4n dem die Temperaturen gesessen werden sollen, d.h. Ooti vorgewählten Bereich, und der vorzugsweise mit diesem Bereich zuf-:'u.ir:;enfäl]Λ. Ec muß sich stetig (vort-ugsweior linear) mit steigender Temperatur innerhalb den vorgewählten liijroichs ausdehnen und im vor:.'.'Wählten Pure ich einen

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I SAD ORiGiNAL

höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten haben als das Material, aus dem die Hülle besteht„ Für die Praxis sollte das Verhältnis des Wärmeausdehnungskoeffizienten des durch Wärme ausdehnbaren Materials zu dem des Materials der Hülle über den Temperaturbereich wenigstens 3 betragen« Niedrigere Verhältnisse wären möglich, wurden jedoch keinen Vorteil bringen, und die Eichung würde übermäßig kompliziert. Vorzugsweise sollte das Verhältnis bei 10 oder darüber liegen. Das durch Wärme ausdehnbare Material muß natürlich inert gegenüber der Hülle sein. Vorzugsweise sollte es ungiftig gegenüber Menschen sein (bei Verwendung in Fieberthermometern) und einen niedrigen Dampfdruck haben.

Tricosan-Nonadecan-Gemische haben nahezu ideale Eigenschaften über ihre brauchbaren Temperaturbereiche, jedoch können auch zahlreiche andere Materialien verwendet werden. Verschiedene durch Wärme ausdehnbare Materialien, die erprobt wurden und sich als geeignet erwiesen, sind nachstehend in Tabelle II aufgeführt.

Tabelle II
Durch Wärme ausdehnbare Materialien

Binäre Gemische von organischen Materialien

n-Tricosan n-Nonadecan

n-Docosan n-Nonadecan

n-Tetracosan n-Nonadecan

p-Dichlorbenzol n-Tetracosan

Naphthalin ß-Naphthol

Hoptadecan Te tradecan

Formel

Schmelzpunkt, C

C23H48	47,7 32
C22H46	44,5 32
C19H40	51,1 52 55,0 51,1
C10H8	80,2 122
	22,5 5,5

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Tabelle II (Forts,)

Formel

Ditetradecyläther n-Nonadeean

Didodecyläther n-Nonadecan

n-Eicosan n-Nonadecan

Binäre Gemische von anorganischen Materialien Quecksilber (H)-JOd id Quecksilber(Il)-bromid

Lötmittel (Blei) (Zinn)

Mehrkomponentengemische von organischen Materialien n-Docosan n-Eicosan n-Nonadecan

n-Docosan ri-Heneicosan n-Eicosan n-Nonadeean

n-Docosan n-Eicosan n-Nonadeean

i^C1_t4^H29⁾2° °19^H40

HgI₉ HgBi₂ Pb Sn

°22^H46 °2O^H42

^C22^H46 ^C21^H44 ^C20^H42 ^C19^H40

°22^H46 ^G20^H42 ^C19^H4O

Schmelzpunkt,⁰C

40,0 32

33,0 32

36,5 32

255,4 236

327,5 231,9

44,5 36,5 32

44,5 40,4 36,5 32

44,5 36,5 32

Die vorstehende Tabelle zeigt, daß Gemische von organischen Verbindungen-(Paraffine, Aromaten, Äther, Phenole, Chlork-ohlerstoffe), anorganischen Verbindungen und elementaren Materialien, z.B. Legierungen, als wärmedehnbare Materialien geeignet sind. Gemische von Stereoiaomeren können ebenso v/iu schmelzbare Polymere, die Moleküle von verschiedener Kettenlänge enthalten, verwendet werden. E;; .i.:;fc

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"nicht notwendig, daß die verwendeten Gemische nahezu ideale Zustandsdiagramme haben, wie dies "beispielsweise "bei Tricosan-Ronadecan (Pig.5) der Fall ist. Materialien mit Zustandsdiagrammen ähnlich den in Pig.8A bis 80 dargestellten können verwendet werden, so lange darauf geachtet wird, daß das richtige Mengenverhältnis so gewählt wird, daß ein Material erhalten wird, das über einen Bereich von Temperaturen schmilzt und sich stetig mit steigender Temperatur wenigstens innerhalb eines Teils seines Schmelzbereichs ausdehnt. Das Material muß auch nicht ein Gemisch sein. Beispielsweise kann eine Einzelsubstanz, die während des Schmelzens Kristallphasenänderungen oder Konstitutionsänderungen erfährt und daher über einen Bereich von Temperaturen schmilzt, verwendet werden. Ferner ist es nicht notwendig, daß das durch Wärme ausdehnbare Material eine lineare Wärmeausdehnungskurve hat. Es kann eine S-förmige Kurve der in Fig.9 dargestellten Art haben und dennoch zur Herstellung eines brauchbaren Thermometers verwendet werden, indem lediglich die entsprechende geeichte, nichtlineare Temperaturskala aufgebracht wird. Ein Material kann auch eine unregelmäßig geformte Kurve haben, wie sie in Fig.15 dargestellt ist, und sich trotzdem zur Messung von Temperaturen in dem Teil de3 Schmelzbereichs eignen, in dem die Ausdehnung stetig mit steigender Temperatur stattfindet.

Zusätze für wärmeausdehnbare Materialien

Verschiedene Zusätze können den thermometrischen Materialien zugegeben v/erden, um bestimmte Eigenschaften für die Verwendung in Thermometern gemäß der Erfindung zu verbessern. Es ist beispielsweise allgemein üblich, eine geringe Menge eines verträglichen Farbstoffs zuzusetzen, um die Sichtbarkeit der thermometrischen Materialien in der Kapillare zu verbessern. Gewöhnlich werden 0,1 bis O,^fjy£ eines öllöalichen D.lazofarbc to ITs (Oil Red, Oil 21ack und Oil Blue, Hera teller du Pont) paraffin Lochen vilrinedehnbaren Materialien m^esetzt, bevor nie J.η daa Tner^o-

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meter eingeführt werden. Sehr feine Pulver von Ruß, Polymeren (Polyäthylen) und Metallen werden ebenfalls mit den thermometrischen Materialien gemischt, um die Sichtbarkeit und/oder die Wärmeleitfähigkeit des Gemisches zu verbessern.

Eine weitere Methode ist die Vermischung von feinen KUgeichen aus Gemischen von festen, wärmedehnbaren Paraffinen mit einer inerten Flüssigkeit, z.B·. gefärbtem V/asser, die sich durch Wärme- nicht ausdehnt. Für die Zwecke der Erfindung eignen sich inerte Flüssigkeiten, die mit dem wärmedehnbaren Material oder der Hülle nicht reagieren oder diese Teile schädigen und das wärmedehnbare Material nicht lösen oder seinen Schmelzbereich oder seine Ausdehnungseigenschaften wesentlich beeinträchtigen. Diese Suspensionen können die Konsistenz eines Breies oder einer Paste haben. Bei Verwendung im Thermometer dehnen sich diese Gemische aus, wenn die Schmelztemperatur der Paraffinkügelchen erreicht ist. Es ist offensichtlich, daß eine große Zahl von Kombinationen von inerten Flüssigkeiten und/oder Feststoffen mit den durch Wärme ausdehnbaren Materialien in Abhängigkeit von den Erfordernissen der jeweiligen Temperaturmessung verwendet werden können.

Materialien für die Thermometerhülle

Die Wahl des Materials der Hülle hängt von einer Anzahl von Faktoren ab, z.B. von der Verträglichkeit mit dem durch Wärme ausdehnbaren Material und der Umgebung, Durchsichtigkeit, Leichtigkeit der Herstellung, Preis und V/ärmeteständigkeit. Für die Messung mäßiger Temperaturen bieten sich thermoplastische Materialien an. Zu den Thermoplasten, die verwendet worden sind, gehören beispielsweise Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Polypropylen, Celluloseacetat, Kylon, Polytetrafluoräthylen und Polymethylmethacrylat. Zahlreiche weitere verfügbare Thermoplasten können verwendet werden. Hitzehärtbare Harze könnten ebenfalls verwendet werden, sind jedoch auf Grund der größeren Hcrstellun.'.rsschv.'icrigkeiten nicht so erwünscht. Glashüllen sind benondorn vor-

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teilhaft zur Messung von höheren Temperaturen. Andere keramische Materialien wie Glimmer, Siliciumdioxyd oder Silicate können ebenfalls verwendet werden. Selbst Metallhüllen können verwendet werden, wenn eine Kolbenanordnung verwendet wird, um die Reaktion des Materials auf die Wärmeeinwirkung auf einer äußeren Skala anzuzeigen.

Ausführungsformen des Thermometers

Verschiedene Ausführungsformen von Thermometern gemäß der Erfindung sind in Fig.10a bis 10h dargestellt. Die Bezugaziffern 1 bis 5 in diesen Abbildungen stellen die gleichen Teile wie in Pig.1 bis 4 dar. Diese Ausführungsformen haben die folgenden besonderen Merkmale:

Fig.10a zeigt ein Thermometer mit einer Hülle 1 und einer Füllöffnung 6, die zum Füllen des Gefäßes 3 und der Kapillare 2 mit dem thermometrischen Material 4 dient und unter dem oberen Ende angeordnet ist. Diese Anordnung ermöglicht die Anbringung der Skala 5 in einer unteren Stellung auf dem Thermometerstab.

Fig.10b zeigt eine andere Anordnung, bei der eine Füllöffnung 6 urfter dem äußersten Ende vorgesehen ist. Diese Ausführungsform wird durch Heißpressen einer längeren Folie mit einer kürzeren Endfolie hergestellt.

Fig«. 10c zeigt ein Kunststoffrohr mit gleichmäßigem Querschnitt, das das thermometrische Material 4 enthält. Der obere Teil des Rohres entspricht der Bohrung 2 und der untere Teil dem Gefäß 3. Die Rohrwände bilden die Hülle 1 des Thermometers. Wahlweise kann ein Rohr mit kleiner Bohrung als Kapillare 2 mit einem als Gefäß 3 dienenden Rohr, das eine größere Bohrung hat, verbunden werden. Eine Skala 5 kann auf das Rohr aufgebracht oder das Rohr nach dem Gebrauch neben eine gesonderte Skala ßolegt werden.

Ij^^sJiM zei;:t ein aur? Kugel und Kapillare (3 und 2) bestehendes Thermometer, bei dem die Kugel nur t.silveä

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mit dem durch Wärme ausdehnbaren Feststoff (4) gefüllt und über dem Peststoff eine gefärbte Flüssigkeit 7» die als Anzeigeflüssigkeit dient, angeordnet ist.

Fig,1Oe zeigt eine Variation des in Fig.10d dargestellten Thermometers, bei dem ein Stopfen 9 aus Tinte oder Quecksilber als Anzeiger in der Kapillare 2 angeordnet ist. Ein Luftspalt 8 trennt den Stopfen 9 von dem durch Wärme ausdehnbaren Feststoff 4.

Fig.10f und Fig.10h zeigen Thermometer in einer kompakten flachen Form, die sich zur Messung der Temperatur einer kleinen flachen Oberfläche, z.B. der menschlichen Haut oder einer Metallplatte, eignen.

Fig.10g zeigen als Querschnitt ähnlich Fig.4 eine Vergrößerungslinse 10, die mit der Thermometerhülle 1 in einem Stück geformt ist.

Es ist erwünscht, daß die Kugel oder das Gefäß ein maximales Verhältnis von Oberfläche zu Volumen hat, um gute_n Wärmeübergang zu erzielen und hierdurch die "Ansprechzeit" des Thermometers zu verkürzen. Im allgemeinen sind zylindrische Gefäße mit kleinem Querschnitt und entsprechend größerer Länge vom Standpunkt des Wärmeübergangs einer Kugel vorzuziehen. Auch andere Querschnittsformen, mit denen ein noch größeres Verhältnis von Oberfläche zu Volumen erzielt wird, z.B. geradlinig (flacher Streifen), oval und blasenförmig, sind verv/endet worden. Mit einem sternförmigen Querschnitt würde ebenfalls ein guter Wärmeübergang erzielt.

Andere Methoden zur Verbesserung des Wärmeübergangs sind beispielsweise der Zusatz von Kohle- oder Metallpulver zu dem durch wärme ausdehnbaren Material und die Einarbeitung eines wärmeleitfähigen poröaen Materials, z.B. eines Drahtnetzes in den Hohlraum des Gefäßes.

-Der- Ausdruck "Bohrung" wird hier zur Bezeichnung des langi-cm Hohlraums gebraucht» in äen das thormometrische

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Material steigt. Der Ausdruck "bezeichnet normalerweise einen runden Querschnitt, jedoch ist "er nicht hierauf beschrankt. Beispielsweise könnte die Bohrung einen dreieckigen, rechteckigen oder jeden beliebigen anderen Querschnitt haben. Ein runder Querschnitt wird jedoch wegen der leichteren Herstellung bevorzugte Zur leichteren Herstellung und Eichung hat die Bohrung vorzugsweise einen gleichmäßigen Querschnitt über ihre gesamte Länge.

Verfahren zur Herstellung von Tnerniometerhüllen aus Kum-, cst off

Verschiedene Verfahren 2ur Herstellung von Therirometerhüllen werden nachstehen·.:¹ l:urz beschrieben,

1) Pressen

Bei diesem bereits beschriebenen Verfahren werden zwei Folien aus thermoplastische Harz um ein Rohr und einen Faden oder Draht heiß gep::-;5?t, wobei das Gofil.3 und die Kapillare in den verbundenen Folien aasgebildet wird.

2) Vakuumverformunr von thermoplastischen Kunststoffen in flächiger form

Bei diesem Verfahren wird ein flächifes thermoplastisches Material unter Erhitzen im Vakuum un eine Form für das Gefäß und die KapilT ^.re gepresct* Has geformte flächige Material wird dann eil- einer ar. 5. sr?;': flachen thermoplastischen Folie durch Heißsiegeln :;.-.-7 Verkleben verbunden, wobei ein Hohlraum als Gefäß uric )... .'. '■ are gebildet v.'ird_c

3) Blasverformung

Ein Kapillarrohr aus Kunststoff, das an einem Ende geschlossen ist, wird In eine Form ejr^eaetzt, die einen Hohlraym enthält _s. der 6zr- Gefäßa"bseh::itt des Ir:ern:orie itrs entspricht_s Y/enn Luf^ -ia^ci: rrnek Lz die hohle Kapillare n Kunc^?tc-fir::hr~" =5tl£i3n wxrd_f entsteht ein

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4) Pressen ohne Braelr oder Prägen

Eine Patrize rait erhaben ausgearbeitetem Gefäß und erhaben ausgearbeiteter Kapillare wird auf einen erhitzten Streifen aus Polyvinylchlorid gepresst, um ein Gefäß und eine Kapillare einzuprägen, Me Patrize wird entfernt, und der offene Hohlraum im Kunststoffstreifen wird in Längsrichtung mit einem weiteren Kunststoffstreifen durch Ultraschallverschweißung, Verklebung oder lediglich durch Einschnappen verschlossen.

Verwendungszwecke für Thermometer pemäß der Erfindung

Die Erfindung ermöglicht die Herstellung von Thermometern für zahlreiche Verwendungszwecke, bei denen Temperaturen über einen begrenzten Bereich gemessen werden sollen. Einige sQögliehe Anwendungen von Thermometern gemäß der Erfindung sind nachstehend aufgeführt:

1) Auf !Eiefkühlpackaangen zur Anzeige der maximalen Temperatur, der die Packung ausgesetzt war_e

2) Auf der Oberfläche von Maschinenteilen, Lagern, Rohrleitungen u.dglo zur Anzeige maximaler Temperaturen.

3) Auf elektronischen Baugruppen zur Anzeige, ob die maximale sichere Betriebstemperatur überschritten worden ist.

4) Zur Überprüfung der Spitzentemperaturen von nicht zugänglichen Waren, die durch Förderanlagen und Rohrleitungen fließen.

5) Als Knappe von mehreren Thermometern zur Bestimmung von Oberflächentemperatiarprofilen, z.B. bei der Peststellung der Lage von Tumoren unter der Haut im menschlichen Körper.

Erfinduj3£S£ui3jä3e Thermometer, die für den klinischen Gebrauch "bestiEffit sind, können nach bekannter] Verfahren, z.B.

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durch Behandlung mit Xthylenoxyd, "chirurgisch sauber" gemacht werden.

Beispiel 1

Dieses Beispiel veranschaulicht ein weiteres klinisches Thermometer mit einem Meßbereich von.35,6 bis 41,1 C.

Die Hülle wurde nach dem vorstehend als bevorzugte Ausführungsform beschriebenen Verfahren hergestellt. Dac Gefäß hatte einen Durchmesser von 0,45 mm und eine Länge von 31 mm. Die Kapillare hatte einen Durchmesser von 0,137 mm und eine Länge von 45 mm. Ein Gemisch von 2 g

* n-Nonadecan (bezogen von Humphrey Chemical Company und gereinigt durch Umkristallisation aus Isopentan) und 3 g n-Tricosan (bezogen von K & K Laboratories, Inc.) wurde geschmolzen und mit 0,01 g des roten Farbstoffs "Oil Red Dye¹¹ (Hersteller du Pont)(zur Verbesserung der Sichtbarkeit.) gemischt. Ein Teil des Gemisches wurde in das Thermometergefäß gefüllt und unter Erstarrung des Gemisches im Gefäß und im unteren Kapillarteil des Thermometers in der oben beschriebenen V/eise eingezogen. Eine Millimeter-Skala wurde so auf dem Thermometer angebracht, daß die Nullniarke der Skala sich am oberen Ende des zusammengezogenen binären Gemisches befand. Das auf diese Weise gebildete Thermometer wurde in einem Wasserbad gegen ein im Bad befindliches Laboratoriumsthermometer geeicht. Die Ergebnisse sind in Fig.7 dargestellt. Damit das Thermometer wiederverwendet werden kann, ist es lediglich notwendig, dafür zu sorgen, daß das Wachsgemisch erstarrt und sich in das Gefäß zurückzieht, und die Millimeterskala durch eine Temperaturekala zu ersetzen. Mit dem vorstehend beschriebenen System ist es möglich, eine Vielzahl von gleichen Thermometern unter Verwendung von Hüllen der gleichen Abmessungen und eines durch Wärme ausdehnbaren Materials der gleichen Zusammensetzung herzustellen.

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Beispiel 2

■ Dieses Beispiel veranschaulicht ein Kunststoffthermometer mit einem Meßbereich von 2 bis 12⁰O,

Zwei Normalpraffine wurden aus den Schmelzpunktsdaten reiner Verbindungen ausgewählt. Ein Gemisch aus gleichen Teilen n-Tetradecan (Schmelzpunkt 5>5°C) und Heptadecan (22°C) wurde hergestellt. Etwa 0,2$ Farbstoff (Oil Red, Hersteller du Pont) wurde zugesetzt, so daß das binäre Gemisch in einer kleinen Kapillare gut sichtbar wurde.

Eine Kunststoff-Thermometerhülle aus klarem Hart-PVC mit einem Gefäß von 0,46 mm Durchmesser und 31 mm Länge wurde hergestellt. Die Kapillare hatte einen Durchmesser von 0,137 mm und eine Länge von 45 mm» Durch ein Vakuumverfahren wurde das Kunststoffthermometer mit dem ausgewählten binären Gemisch im flüssigen Zustand bei Raumtemperatur vollständig gefüllt. Eine Skala von 0 bis 45 mm wurde längs der Kapillare aufgebracht. Das Thermometer wurde stehen gelassen, wobei der Flüssigkeitsstand in der Kapi-llare von 45 auf 41 mm fiel. Durch Kühlen des Gefäßes in Eiswasser fiel der auf der Skala angezeigte Meßwert auf 7_f0 mm. Während die Temperatur des Wasserbades innerhalb von 105 Minuten von 0° auf 22⁰C erhöht wurde, wurden die Skalenanzeigen und die Wassertemperaturen notiert. Die Eichkurve ist in Fig.11 dargestellt.

Beispiel 3

Dieses Beispiel veranschaulicht ein Kunststoffthermometer mit einem engen Meßbereich von 32,5 ter Skalenlänge zur genauen Messung.

mit einem engen Meßbereich von 32,5 bis 33°C mit vergrößer-

Ausgewählt wurden zwei Normalparaffine mit dicht beieinanderliegenden Schmelzpunkten, um den Schmelzbereich möglichst eng zu halten. Da3 Gemisch wurde au3 0,70 g n-Nonadecan (32,O⁰O) und 0,30 g n-Eicosan (36,5°C) hergestellt. Die beiden Verbindungen wurden durch fraktionierende Kristallisation sorgfältig gereinigt. Eine Therrnometer-

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hülle aus klarem Hart-PVC mit einem Gefäß von 0,46 mm Durchmesser und 31 mm Länge wurde hergestellt. Die Kapillare hatte einen Durchmesser von 0,137 nim und eine Länge von 45 mm« Nach einem Vakuumverfahren wurde das Kunststoffthermometer mit dem flüssigen binären Gemisch bei 43°C vollständig gefüllt. Durch Kühlung des GefUßabschnittes mit Luft, während der Kapillarabschnitt in ein Reagenzglas tauchte, das gefärbtes Wasser von 43°C enthielt, erstarrte das binäre Gemisch im Gefäß. Eine Skala von 0 bis 45 mm wurde längs der Kapillare aufgebracht. Die Grenzfläche zwischen dem binären Gemisch und dem gefärbten Wasser lag k bei Raumtemperatur bei 5,8 ram auf der Skala. Das Thermometer wurde in einem sorgfältig programmierten Wasserbad von 31 bis 34⁰C geeicht. Alle 5 Minuten wurde die Variac-Einstellung, die Temperaturanzeige (Grenzfläche) und die Wassertemperatur (gemessen mit einem Quarzkristallthermometer) notiert» Die Eichkurve ist in Fig.12 dargestellt.

Beispiel 4

Dieses Beispiel veranschaulicht ein Gasthermometer, in dem ein Gemisch von anorganischen Verbindungen als therraonietrisches Material verwendet wird, und das einen Meßbereich von 215 bis 235°C hat.

f Ein Geraisch von 25 Teilen Quecksilber(Il)-bromid (Schmelzpunkt 236⁰O) und 75 Teilen Quecksilber(ll)-3odid (Schmelzpunkt 255,4°C) wurde geschmolzen und der Erstarrung überlassen. 5,6 g des Materials wurden in das Gefäß eines auseinandernehmbaren Pyrexthermorneters 2^eil^refcen. Das Gefäß hatte einen konischen Hülsenschliff für den Einsatz eines oberen Pyrexabschnitts mit einem langgestreckten Kapillarrohr von 1,1 mm Innendurchmesser. Das Gefäß und der obere Abschnitt wurden zusammengesetzt und der Inhalt des Gefäßes mit einem inerten Öl bis zum unteren Ende des Kapillarrohrs bedeckt. Am Kapillarrohr wurde eine Millimeterskala befestigt.

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Das zusammengesetzte Thermometer wurde in einem Salzbad zusammen mit einem Quecksilberthermometer erhitzt. Die Lage des oberen Endes des Ölfadens wurde notiert, während die Temperatur um etwa 1/3°C pro Minute erhöht wurde. Die Eichkurve ist in Fig.13 dargestellt.

Beispiel 5

Dieses Beispiel veranschaulicht ein Glasthermometer, in dem ein Gemisch eines aromatischen Kohlenwasserstoffs und eines Phenols als thermoiaetrisches Material verwendet wurde, und das einen Meßbereich von etwa 80 bis 95°C hatte. Ein Pyrexrohr mit einem Innendurchmesser von 1,1 mrn wurde an einem Ende zugeschmolzen. An diesem Ende wurde eine Kugel mit einem Passungsvermögen von 0,4- ml geblasen. Ein erstarrtes Gemisch, das aus einer Schmelze von 60 Teilen Naphthalin und 40 Teilen ß-L^Taphthol bestand, wurde in die Kugel gefüllt. An Rohr oberhalb der Kugel wurde eine Skala befestigt, deren Teilstriche einen Abstand von 1,6 mm hatten.

Das zusammengesetzte Thermometer wurde in einem Wasserbad neben einem Bezugsthermometer erhitzt. Der Stand der Flüssigkeit in der Kapillare wurde gegen das Bezugsthermometer notiert, während die Temperatur um etwa 1/3 C pro Minute erhöht wurde. Die Eichkurve ist in Pig.14 dargestellt.

Beispiel 6

Dieses Beispiel veranschaulicht ein Glasthermometer, in dem eine Metallegierung als thermometrisches Material verwendet wurde, und das einen Heßbereich von etwa 319 bis 322⁰C hatte.

_tBlei, das 3 Gew.-/S Zinn enthielt, wurde geschmolzen und in das Gefäß eines einteiligen geblasenen Glasthermometers (Pyrex) gefüllt. Insgesamt 11,06 g der Legierung wurden verwendet. Hiermit war das Gefäß nach dem Erstarren der Legierung z« etv/a 9Qy* des Fassungsvermögen^· gefüllt. Der

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verbleibende Raum im Gefäß wurde von einem inerten Öl (fluoriertes Öl "Krytox 143AJJ") eingenommen. Die Kapillare hatte einen Innendurchmesser von 1,1 mm. Die Vorrichtung wurde bis zu einem Punkt unmittelbar über dem Gefäß in eine Salzschmelze getaucht, und der Stand des Öls in der Kapillare wurde in Abhängigkeit von 'der gemssenen Badtemperatur notiert, während die Temperatur des Bades um etwa 1/3°C pro Minute erhöht wurde. Die Eichkurve ist in Fig.15 dargestellt,

Beispiel 7

Dieses Beispiel veranschaulicht ein weiteres klinisches Thermometer aus Kunststoff mit einem etwas weiteren Meßbereich als das in Beispiel 1 beschriebene Thermometer.

Eine Thermometerhülle aus klarem Hart-PVC mit einem Gefäß von 0,71 mm Durchmesser und 14 mm Länge und einer Kapillare von 0,137 mm Durchmesser und 50,8 mm Länge wurde hergestellt» Nach dem Vakuumverfahren wurden das Gefäß und die Kapillare bei 44,4°C mit einer Schmelze gefüllt, die aus gleichen Gewichtsteilen n-Nonadecan und n-Tetracosan bestand. Die Hülle wurde aus der Schmelze gezogen und das Gefäß in einem Eisbad gekühlt, während die Kapillare mit einer Infrarotlampe bei 44,4⁰C gehalten wurde. Auf diese Weise erstarrte das binäre Gemisch und zog sich zusammen. Eine Millimeterskala wurde so am Gehäuse angebracht, daß der Nullpunkt dem Stand des erstarrten Gemisches in der Kapillare entsprach.

Das Gefäß wurde neben einem zum Vergleich dienenden Quecksilberthermometer in ein Wasserbad getaucht, dessen Temperatur um 0,11⁰C pro Minute erhöht wurde. Die thermometrische Eichung hatte folgenden Verlauf:

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Temperatur, ⁰P Anzeige auf der Skala

mm

32.8 O

33.3 O

33.9 O

34.4 1

35 5

35.6 9

36.1 12,5

36.7 16,2

37.2 19,1

37.8 22

38.3 24

38.9 26

39.4 28 4o 3o

40.6 31,5

41.1 33

41.7 34

42.2 34,5

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Claims (28)

Patent a η s ρ r ü c h c

1.1 Thermometer zur Messung von Temperaturen in einer: vcrv.er festgelegten Bereich, gekennzeichnet durch eine Hülle, die ein therwornetrißches Material in Form eines durch Y.'är:r.2 ausdehnbaren festen Materials enthält, das über einen den vorher festgelegten Bereich einschließenden Temperaturbereich schmilzt, sich mit steigender Temperatur innerhalb des vorher festgelegten Bereichs stetig ausdehnt und innerhalb des vorher festgelegten Bereichs einen Wärmeausdehnuiir-skoeffizienten hat, der v/enigstens dreirr-^l größer ist als der des Materials der Hülle, Mittel zur Feststellung des Ausdehnungsgrades des durch Värr.e ausdehnbaren Materials, wenn dieses auf eine Temperatur in vorher festgelegten Bereich erhitzt wird, und Mittel, mit denen der Ausdehnungsgrad mit der Temperatur in Beziehung gebracht wird.

2. Thermometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da:3 es als Mittel zur Feststellung des Ausdehnungsgrades eine Bohrung in der Hülle aufweist, die das die Temperatur anzeigende Material bei Ausdehnung des-durch Vi'ärrr.e ausdehnbaren Materials aufnimmt.

3· Thermometer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Mittel, mit dem die Ausdehnung zur Te.-peratur in Beziehung gebracht wird, eine geeichte Teilstrichskala auf dem Gehäuse neben der Bohrung aufweist.

4. Thermometer nach Anspruch 1 bis J>, '■ gekenn ze lehnet durch eine langgestreckte Hülle mit einer langgestreckten Bohrung, wobei das die Temperatur anzeigende Material in der Bohrung steigt, wenn das durch Wärme aur-dehnc-ire Material auf eine Temperatur im vorher festgelegten Bereich erhitzt wird.

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ί BAD ORIGINAL

5· Thermometer nach Anspruch 1 bis Ά, gekennzeichnet durch eine geeichte Teilstrichiikaüa auf der Hülle neben der Bohrung, die den Stand des die Temperatur anzeigenden Materials in der Bohrung zur Temperatur des durch Wärme ausdehnbaren Materials in Beziehung bringt, und ein mit der Bohrung in der Hülle an einem Ende der Bohrung in Verbindung stehendes Gefäß, das einen größeren Querschnitt als die Bohrung hat und das die.Temperatur anzeigende Material enthält.

6. Thermometer nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das thermometrische Material eine geringe Menge eines Farbstoffs enthält.

7. Thermometer nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das thermometrische Material aus einer Aufschlämmung oder Paste des durch Wärme ausdehnbaren festen Materials in einer inerten Flüssigkeit besteht.

8. Thermometer nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das die Temperatur anzeigende Material aus einer Schicht des durch Wärme ausdehnbaren festen Materials unter einer Schicht einer inerten Flüssigkeit besteht.

9. Thermometer nach Anspruch 1 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß das thermometrische Material eine geringe Menge eines festen, feinteiligen, wärmeleitfähigen Materials enthält.

10. Thermometer nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Wärme ausdehnbare feste Material in die Bohrung ragt.

11. Thermometer nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das durch V/arme ausdehnbare feste Material über den vorher festgelegten Temperaturbereich wenigstens den zehnfachen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Materials der Hülle hat.

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12. Thermometer nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle aus Glas besteht.

13. Thermometer nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle aus einem thermoplastischen Harz besteht.

I¹I. Thermometer nach Anspruch 1 bis VJ>, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Wärme ausdehnbare Material sich linear mit der Temperatur über den vorher festgelegten Bereich ausdehnt.

15. Thermometer nach Anspruch 1 bis I¹I, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Wärme ausdehnbare feste Material vbe^ den Temperaturbereich von etwa 35,6 bis ¹U,! C schmilzt und sich linear mit der Temperatur über den Schnelzbereich ausdehnt.

16. Thermometer nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß es als festes, durch 'wärme ausdehnbares Katerini ein Gemisch von organischen Verbindungen enthält.

17. Thermometer nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß es als festes, durch Wärr.ie ausdehnbares Materie", ein Gemisch von Paraffinen enthält.

18. Thermometer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es als festes, durch Wärme ausdehnbares i-'aterial eine Legierung enthält.

19. Thermometer nach Anspruch 1 bis 15·, dadurch gekennzeichnet, daß es als festes, durch V.'ürme ausdehnbares Katerial ein Gemisch von anorganischen Verbindungen enthält.

20. Zum einmaligen Gebrauch bestimmtes, wegwerfbares klinisches Thermometer oder Fieberthermometer zur Mossun·- von Temperaturen im Bereich von klinischem Interesro, gekennzeichnet durch eine langgestreckte durchsichtige Hülle aus thermoplastischei-i Material mit einer in l.i-'n-'csrichtung verlaufenden Kapillare, dio an einer, Ende ; It einem Gofäß, das einen größeren Querschnitt als die

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- 23 -

Kapillare hat, in Verbindung steht, ein im Gefä!3 enthaltenes thermornetrisches Material in Form eines durch Wärme ausdehnbaren festen Materials, das über den vorher festgelegten Bereich schmilzt und sich mit steigender Temperatur innerhalb des Bereichs stetig ausdehnt und über den Bereich wenigstens den IG-fachen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Materials de:¹ Hülle hat, und eine neben der Kapillare angeordnete Teilstrichskala, die so geeicht ist, daß sie den Stand des thermometrischen Materials in der Bohrung mit der Temperatur des durch V/ärme ausdehnbaren Materials in Beziehung bringt, wenn das letztere auf eine Temperatur im Bereich erhitzt wird.

21. Thermometer nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillare einen gleichmäßigen Querschnitt hat.

22. Thermometer nach Anspruch 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß das die Temperatur anzeigende Material im wesentlichen aus dem durch V/Urme ausdehnbaren festen Material besteht und das Thermometer infolge der Neigung des mit den kühleren Wänden der Kapillare in Berührung befindlichen wärmedehnbaren Materials, in einer dünnen Schicht auf den V/änden zu erstarren, ein Maximumthermometer ist.

2j5. Thermometer nach Anspruch 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Wärme ausdehnbare feste Material über den Bereich von 35*6 bis hl,l°C schmilzt und sich mit steigender Temperatur in diesem Bereich linear ausdehnt.

24-. Thermometer nach Anspruch 20 bis 2P), dadurch gekennzeichnet, daß es als festes, durch V/ärme ausdehnbares Material ein Gemis'ch von Paraffinen enthält.

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25. Thermometer nach Anspruch 20 bis ?Ά, dadurch gekennte lehnet, daß es als festes, durch Wärme ausdehnbares Material ein Gemisch von etwa 60 Gew.-Teilen n-Trieosan und 40 Gew.-Teilen ri-Uonadecan enthält.

26. Thermometer nach Anspruch 20 bis 2;;, dadurch rekennzelo¹.-net, daß die Hülle aus Polyvinylchlorid besteht.

27. Thermometer zur Messung von Temperaturen in einem vorher festgelegten Bereich mit einer Hülle, die ein die Temperatur anzeigendes Material enthält, das wenigstens teilweise aus einem durch V/arme dehnbaren Material besteht... Mitteln zur Peststellung des Ausdehnungsgracles des durch Wärme ausdehnbaren Materials, v.-enn dieses auf eine Temperatur in dem vorher festgelegten Bereich erhitzt wird, und Mitteln, mit derten der Ausdehnungsgran zur Temperatur in Beziehung gebraucht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermometer als durch V/äri/.e ausdehnbares Material ein festes Material enthält, das über einen den vorher festgelegten Bereich einschiieSenden Temperaturbereich schmilzt, sich mit steigender Temperatur innerhalb des vorher festgelegten Bereich? stetig ausdehnt und über den vorher festgelegten Bereich einen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat, der wenigstens dreimal großer ist als der des Materials der Hülle.

28. Thermomater zur Messung von Temperaturen in einem vorher festgelegten Bereich, bestehend aus einer langgestreckten Hülle mit einer in Län^orichtung verlaufenden Bohrung, die ein die Temperatur an/oigerrJes Material enthält, cu-.s wenigstens teilweise aus einem durch Wärme ausdehnbaren Material besteht, wobei das die Temperatur anzeigende Materiell in der Bohrung steigt, wenn es auf eine Temperatur im genannten Bereich erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermemeter als durch V/ärnie ausdehnbares Material ein festes Material enthält, das ül er oioon den vorher festgelegten Bereich einschl iei?cnden Bereich schmilzt, sich mit steigender Temperatur innerhalb der,

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vorher festgelegten Bereichs stetig ausdehnt und über diesen Bore j oh einen Viäri-neaucdchnungskoeff isienten hat, der wenigstens dreimal größer ist als der des Materials der Hülle.

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