DE2354304A1 - Als kabel ausgebildete temperaturmessonde - Google Patents

Description

Berlin, den 26. Oktober 1973

EUROPAEISCHE ATOMGEME HTSCH&FT (EURATOM)

Patentanmel&ung

Als Kabel ausgebildete Temperaturmessonde

Die Erfindung betrifft eine als Kabel ausgebildete Temperaturmessonde-, bei der in einer elektrisch leitenden Hülle zentral mindestens ein einzelner elektrischer Leiter und eine im Zwischenraum befindliche Widerstandsmasse vorhanden ist_f deren Widerstand bei Erreichen einer bestimmten Temperatur schlagartig auf Null zurückgeht. Zwischen Leiter und Hülle ist eine elektrische Spannungsquelle geschaltet, so dass beim Zusammenbrechen des Widerstandes ein Kurzschlusstrom fliesst, welcher das Erreichen des vorgegebenen Temperaturwertes an der Hülle anzeigt.

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Messonden mit einer über die gesamte Sondenlänge sich erstreckenden Widerstandsmasse sind bekannt, vgl. DP - 942.300 oder DAS - 1.152.273. In der zitierten Literatur werden Halbleiter oder bestimmte Salze als Widerstandsmasse genannt.

Wenn die Messonde eine im Bereich mehrerer Meter liegende Länge aufweisen soll und zugleich nur ein extrem kleiner Sondendurchmesser bei hohen Temperaturen zulässig ist, können Messonden der erwähnten Art nicht mehr sicher eingesetzt werden, weil der Widerstand des Stromfluss— weges durch Leiter und Hülle im Kurzschlussfalle zu gross wird. Ein solcher Fall ist z.B. beim Einsatz der Sonde im Brennstoffgitter schneller Kernreaktoren mit Na—Kühlung gegeben, wo der maximal zulässige Temperaturwert zwischen 6O0°C und 85O⁰C liegt, die Sonde mindestens 3 m lang sein muss und der Sondendurchmesser zwecks Vermeidung von Störungen des Kühlmittelflusses im Prinzip 1 mm nicht überschreiten sollte.

Die Erfindung zeigt einen Weg, wie unter den genannten Bedingungen eine Messonde der erläuterten Kategorie, bei denen Salz als Widerstandmaterial eingesetzt wird, dennoch erfolgreich verwendet werden kann.

Die als Kabel ausgebildete Messonde nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandsmaterial auf bestimmte, den zu überwachenden Messpunkten benachbarte Zonen in der Hülle konzentriert und dem Typ nach auf die dort fixierten Temperaturwerte abgestimmt ist, und dass die Hüll— rohrpartien zwischen diesen Zonen mit einer Hochtemperaturisolation bedeckt sind.

Dabei ist es zusätzlich vorteilhaft, wenn gemäss weiterer Erfindung die Länge der Zonen im Bereich zwischen 0,5 bis 1,5 cm liegt, je nach dem Durchmesser der Sonde. Denn es hat sich herausgestellt, dass die Leitfähigkeitsänderung in der Sonde vom Verhältnis der Länge der beim Kurzschluss entstehenden Salzschmelze zum Durchmesser der Sonde bestimmt

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Durch die vorstehend erläuterte Ausbildung der extrem dünnen "und langen Messonde wird das Erreichen der vorgesehenen Temperaturwerte auch bei hohen Temperaturen einwandfrei und selektiv erfasst. Zusätzlich wird die Empfindlichkeit der Sonde gegen Kernstrahlung verbessert und wegen der Verwendung von Salzen wie MaJ, Ha_?MoCL, NpWCL, KJ, NaCl und ähnlichen anstelle von Halbleitermaterialien entfällt auch die bei letzteren vorhandene Abhängigkeit der Leitfähigkeit von der radioaktiven Strahlung.

In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Messonde nach der Erfindung im Längsschnitt dargestellt.

Es bezeichnen: 1 das elektrisch an Masse gelegte Hüllrohr und 2 den zentralen elektrischen Leiter als Gegenpol. In der Sonde ist erfindungsgemäss das unschraffiert dargestellte Widerstandmaterial (Salze) auf die Zonen 3a bis 3d von ca 1 cm Länge konzentriert und die Hüllrohrpartien zwischen den Zonen sind mit der Hochtemperaturisol^tion 4 bedeckt. Die Auswahl der Salze richtet sich nach der Uebereinstimmung von Schmelzpunkt und zu überwachender Messteilentemperatur, wobei betont werden muss, dass hier der Phasenwechsel des Salzes ausgenützt wird und nicht, wie bei den meisten der in MS 1.132.273 angegebenen Salze, die blosse Aenderung der Kristallstruktur.

Als Isolationsmaterial kommt Magnesiumoxid oder AlJD, infrage. Die schraffierten Sondenpartien 5 zwischen den Salzzonen bestehen aus einem festen Isoliermaterial, vorteilhafterweise ebenfalls aus MgO oder Al₉Cu. Insgesamt ergibt sich eine einfache·Bauweise der Sonde. Die konzentrierte Unterbringung der temperatursensiblen Salze an diskreten Stellen der Sonde eröffnet auch einen messtechnischen Vorteil gegenüber der Sonde mit ganzheitlicher Verteilung des sensiblen Materials. Es kann jetzt nämlich die örtliche Lage des Fehlers (z.B. des Ueberh^itzungspunktes an einer Kernbrennstoffnadel) ermittelt werden. Beim Durchschmelzen des Salzes bildet nämlich das Hüllröhr für einen eingespeisten HF-Impuls einen kurzgeschlossenen Hohlleiter, so dass aus der Reflexionsmessung der Kurzschlussort und damit der Fehlerort ermittelt werden kann. Eine diesbezügliche Hessanordnung ist Gegenstand der schwebenden Anmeldung

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Anstelle eines einzelnen elektrischen Leiters für alle sensiblen Zonen kann, auch je ein "besonderer Leiter für jede einzelne Zone vorgesehen sein, wobei das dort befindliche Salz nötigenfalls vom gleichen Ttyp ist.

l'atentangprüche

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Claims (2)

1. Patentansprüche

   l.jAls Kabel ausgebildete Temperaturmessonde, bei der in einer elektrisch "~ leitenden Hülle zentral mindestens ein einzelner elektrischer Leiter und eine im Zwischenraum befindliche Widerstandsmasse vorhanden ist, deren Widerstand bei Erreichen einer bestimmten Temperatur schlagartig auf Null zurückgeht, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandsmaterial auf bestimmte, den zu überwachenden Messpunkten benachbarte Zonen in der Hülle konzentriert und dem Typ nach auf die dort fixierten Temperaturwerte abgestimmt ist, und dass die Hüllrohrpartien zwischen diesen Zonen mit einer Hochtemperaturisolation bedeckt sind.
2. 2. Temperaturmessonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Zonen im Bereich zwischen 0,5 Mb 1,5 cm liegt.

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