DE2123371B1

DE2123371B1 - Temperaturmesseinrichtung für emaillierte Apparate

Info

Publication number: DE2123371B1
Application number: DE19712123371D
Authority: DE
Inventors: Rudi Horsch
Original assignee: Pfaudler Werke GmbH
Current assignee: Pfaudler GmbH
Priority date: 1971-05-11
Filing date: 1971-05-11
Publication date: 1972-10-26
Also published as: NL7206123A; JPS5712085B1; GB1383772A; FR2137665B1; CH537580A; US3830105A; FR2137665A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Temperaturmeßeinrichtung für emaillierte Apparate mit in die Emailschicht eingebettetem Widerstandsdraht sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Temperaturmeßeinrichtung für emaillierte Apparate.

In der Praxis fanden bisher als Temperaturmeßeinrichtungen für emaillierte Apparate Thermofühler aus Tantal oder emaillierte Temperaturschutzrohre zur Aufnahme eines Quecksilberthermometers, eines Widerstandsthermometers oder eines Thermoelements Verwendung. Es wurde ferner bereits vorgeschlagen (deutsche Patentschrift 1 648 277), ein Thermoelement teilweise in die Emailschicht einzuschmelzen, um eine erhöhte Ansprechgeschwindigkeit zu erzielen. Bei dessen Verwendung besteht jedoch die Schwierigkeit, daß die in chemischen Fabriken oft vorhandenen Meßapparaturen und Regeleinrichtungen nicht ohne weiteres für eine Temperaturmessung mit Thermoelementen geeignet sind und daß die Ausgangssignale eines Thermoelements verhältnismäßig schwach sind.

Es ist ferner bekannt, auf metallische Trägerkörper zuerst eine Emailschicht aufzubringen und darauf den Meßdraht zu wickeln und eine weitere Emailschicht als Schutzschicht zu verwenden. Die beim Einbrennen von Emailschichten erforderlichen Temperatüren liegen jedoch so hoch, daß die Festigkeit des Platindrahtes herabgesetzt und der Draht eine gewisse Brüchigkeit erhält. Die bestehenden Schwierigkeiten werden dadurch erhöht, weil die in die Emailschicht aus emailliertechnischen Gründen eingebrachten Druckvorspannungen für etwa 15kp/mm² betragen können. Zur Vermeidung derartiger Schwierigkeiten ist es bekannt (deutsche Auslegeschrift 1003 473), vor dem Aufbringen der Meßwicklung ein profiliertes Kernstück mit einer dünnen Emailschicht einzuglasieren, welches zur Aufnahme der elektrischen Zuleitungen bzw. der diese stützenden Hilfsdrähte dient. Dabei sollen ferner in die Grundemailschicht Nuten zur Aufnahme der Meßwicklung eingeätzt werden. Bei diesem bekannten Verfahren wird es als nachteilig angesehen, daß es verhältnismäßig kompliziert ist und nicht ohne weiteres für Stahlemail verwendbar ist. Außerdem ist es dabei nicht ohne weiteres möglich, die bei anderen Widerstandsthermometern mit drahtförmigen Meßschleifen übliche Anpassung des Widerstands durch eine Überbrückung einer Meßschleife zu erzielen (USA.-Patentschrift 2 926 320).

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Temperaturmeßeinrichtung für emaillierte Apparate mit in die Emailschicht eingebettetem Widerstandsdraht und ein Verfahren zu deren Herstellung anzugeben, wobei trotz der beim Emaillieren auftretenden relativ großen Kräfte auf die empfindlichen Meßleiter, durch welche deren Widerstand und Festigkeit verringert wird, ein vorherbestimmbarer Widerstand erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Temperaturmeßeinrichtung für emaillierte Apparate mit in die Emailschicht eingebettetem Widerstandsdraht erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der eingebettete Widerstandsdraht bandförmig ist und einen Widerstand aufweist, der durch ein Abstimmglied eingestellt ist.

Die Einstellung des Widerstands durch ein Abstimmglied kann dadurch erfolgen, daß die Emailschicht über einen Bereich einer eingebetteten Meßschleife entfernt wird, um eine Überbrückung durch eine Querverbindung zu ermöglichen. Dieser Bereich wird dann wieder mit einer Emailschicht überzogen. Das bevorzugte Verfahren zur Herstellung einer derartigen Temperaturmeßeinrichtung für emaillierte Apparate, bei dem Widerständsdrähte zwischen übereinanderliegenden Emailschichten eingeschmolzen werden, ist jedoch erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der auf eine Deckemailschicht gelegte Widerstandsdraht mit Ausnahme eines Fensters über dem Bereich einer Meßschleife mit der folgenden Deckemailschicht überzogen und verschmolzen wird, daß im Bereich dieses Fensters benachbarte Drahtstücke der Meßschleife als Abstimmglied entsprechend einem vorherbestimmten Widerstand der Meßschleife überbrückt werden und daß dann der Bereich des Fensters mit mindestens einer weiteren Deckemailschicht überzogen und verschmolzen wird.

Wenn die Temperatürmeßeinrichtung an einem emaillierten Rohr vorgesehen Werden soll, wird der Widerstandsdraht zweckmäßigerweise wendelförmig angeordnet. Auf diese Weise kann verhindert werden, daß ein verhältnismäßig dünner bandförmiger Widerstandsdraht reißt, weil an dem beim Einbrennen nur am oberen Ende befestigbaren Thermometerrohr ungleichförmige Emailfließvorgänge auftreten, die durch eine Verlagerung einzelner Drahtabschnitte weitgehend kompensiert werden, solange sich die Emailschicht noch auf Einbrenntemperatur befindet.

Emailliertechnisch ist es ferner wünschenswert, daß der bandförmige Widerstandsdraht einen möglichst geringen Querschnitt hat. Außerdem wird die er-

wähnte mechanische Beanspruchung des Widerstandsdrahts umso größer, je langer der Widerstandsdraht ist. Andererseits darf der bandförmige Widerstand nicht zu dünn sein, weil gewisse Restspannungen emailliertechnisch nicht vermeidbar sind, und weil der Widerstandsdraht bei der manuellen Anordnung bei zu dünner Ausbildung beschädigt werden könnte ohne daß gefährliche Fehlstellen sofort erkennbar sind. Praktische Erfahrungen haben gezeigt, daß die Verwendung eines bandförmigen Platindrahts mit einem Querschnitt von etwa 0,003 mm- besonders vorteilhaft ist.

An Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 ein mit einer ersten Deckemailschicht versehenes Rohr, auf welches gemäß dem Verfahren der Erfindung zunächst die Widerstandsdrähte aufgelegt werden, und

F i g. 2 die Aussparung des· Fensters nach dem Auf- so bringen einer weiteren Deckemailschicht bei dem Verfahren gemäß der Erfindung.

Das in F i g. 1 dargestellte Rohr kann irgendein emaillierfähiger Körper sein, auf dessen erster Deckemailschicht die Widerstandsdrähte vor dem Auftragen einer weiteren Deckemailschicht angeordnet werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Vierleiterschaltung, deren Verwendung ebenso wie andere Brückenschaltungen bei Widerstandsthermometern bekannt ist, um die Messung unabhängig von den Zuleitungswiderständen zu machen. An die Anschlüsse A, B und C, D der Zuleitungen wird bei der schließlichen Montage ein Klemmkasten zur Verbindung mit der übrigen Meßeinrichtung angeschlossen. Die Zuleitungen sind beispielsweise Platindrähte, die an den Verbindungsstellen 1 und 2 durch je eine Drahtbrücke verbunden sind, an welche die Enden der Meßschleife £ angeschlossen sind. Das kurze Ende der Meßschleife £ wird durch eine Drahtbrücke 3 an einer Stelle überbrückt, die bei Raumtemperatur etwa einen Widerstand von 115 Ohm der Meßschleife E ergibt, wenn der vorherbestimmbare Widerstand 100 Ohm betragen soll. Für die Meßschleife findet vorzugsweise ein flacher bandförmiger Platindraht Verwendung, der unter der genannten Voraussetzung einen Querschnitt von etwa 0,003 mm- und eine Länge von 3 m hat. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Meßschleife entlang langgezogener paralleler Bahnen angeordnet, um den Mittelwert der Temperatur innerhalb eines größeren Volumens zu messen. Wenn jedoch lediglich die Temperatur einer sehr schmalen Zone erfaßt werden soll, kann die Meßschleife wendelförmig um das Rohr gewickelt werden. Offensichtlich kann die dargestellte Vierleiterschaltung auch als Dreileiterschaltung oder als Zweileiterschaltung benutzt werden.

Danach erfolgt das Überemaillieren der Zuleitungen und der Meßschleife durch zwei bis drei weitere Deckemailschichten. Hierbei wird jedoch ein kleines Fenster mit einer Abmessung von etwa 2 X 6 cm vom Emailauftrag ausgespart, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Dieses Fenster- befindet sich über demjenigen Bereich der Meßschleife, daß bei geeigneter Überbrükkung durch eine Drahtbrücke 5 ein Widerstand der Meßschleife von 100 Ohm erzielbar ist. Eine geeignete Anordnung der Drahtbrücke 5 kann mit Hilfe einer Konstantstromquelle, eines Kompensationsverstärkers und unter Berücksichtigung der Drahttemperatur nach dem Vierleiterprinzip genau bestimmt werden. Nach einer geeigneten Anordnung der Drahtbrücke 5 wird im Bereich des Fensters F Emaille aufgetragen und eingebrannt, wodurch die Meßschleife und die Zuleitungen elektrisch isoliert und korrosionsgeschützt sind. Die durch das abschließende Überemaillieren des Fensters verursachte Änderung des Meßwiderstands ist vernachlässigbar, weil dadurch lediglich Änderungen bewirkt werden, die innerhalb der zulässigen Toleranzen für übliche Widerstandsthermometer liegen.

Durch die Erfindung ist es deshalb möglich, üblicherweise in der Meß- und Regeltechnik geforderte Normwiderstände auch für Widerstandsdrähte, welche in einer Emailschicht eingeschmolzen sind, in einer vorherbestimmbaren Weise vorzusehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

COPY

Claims

Patentansprüche:

1. Temperaturmeßeinrichtuug für emaillierte Apparate mit in die Emailschicht eingebettetem Widerstandsdraht, dadurch gekennzeichnet, daß der eingebettete Widerstandsdraht bandförmig ist und einen Widerstand aufweist, der durch ein Abstimmglied eingestellt ist.

2. Temperaturmeßeinrichtung nach Anspruch 1 für ein emailliertes Rohr, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsdraht wendelförmig angeordnet ist.

3. Temperaturmeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bandförmige Widerstandsdraht ein Platindraht mit einem Querschnitt von etwa 0,003 mm² ist.

4. Verfahren zur Herstellung einer Temperaturmeßeinrichtung für emaillierte Apparate nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Widerstandsdrähte zwischen übereinanderliegenden Emailschichten eingeschmolzen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der auf eine Deckemailschicht gelegte Widerstandsdraht mit Ausnahme eines Fensters über dem Bereich einer Meßschleife mit der folgenden Deckemailschicht überzogen und verschmolzen wird, daß im Bereich dieses Fensters benachbarte Drahtstücke der Meßschleife als Abstimmglied entsprechend einem vorherbestimmten Widerstand der Meßschleife überbrückt werden und daß dann der Bereich des Fensters mit mindestens einer weiteren Deckemailschicht überzogen und verschmolzen wird.

35