Thermoelement Thermoelemente verschiedener Zusammensetzung sind bekannt,
beispielsweise unter den Warennamen Chromel-Constantan und Chromel-Alumel. Thermoelemente
werden beispielsweise zur Flammenüberwachung bei Gasbrennern und für sonstige Sicherheitsvorrichtungen
verwendet, bei denen an das Thermoelement Anzeigevorrichtungen, Begrenzerschalter
und Fnrnsteuervorrichtungen angeschlossen sein können. Der elektrische Widerstand
solcher Stromkreise in Gassicherheitsvorrichtungen kann ziemlich hoch sein. Da die
von einem Thermoelement zur Verfügung gestellte Thermospannung begrenzt ist, bereitet
der Einsatz von Thermoelementen in Gassicherheitseinrichtungen vielfach Schwierigkeiten.
Man hat deshalb vorgeschlagen, zwei Thermoelemente in Reihe zu schalten, um eine
genügend hohe Thermospannung zu erzeugen. Dies bedeutet jedoch nicht nur einen erhöhten
Aufwand, sondern auch eine vergrößerte Wärmekapazität, die sich in einer verminderten
Ansprechgeschwindigkeit niederschlägt. Thermocouple Thermocouples of various compositions are known
for example under the brand names Chromel-Constantan and Chromel-Alumel. Thermocouples
are used, for example, for flame monitoring in gas burners and for other safety devices
used where the thermocouple indicators, limit switches
and remote control devices can be connected. The electrical resistance
such circuits in gas safety devices can be quite high. Since the
is limited by a thermocouple available thermal voltage, prepares
the use of thermocouples in gas safety systems creates many difficulties.
It has therefore been proposed to connect two thermocouples in series to create one
to generate a sufficiently high thermal voltage. However, this does not just mean an increased
Effort, but also an increased heat capacity, which is reduced in a
Response speed is reflected.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Thermoelement zu scaffen,
dessen Thermospannung wesentlich größer ist als die herkömmlicher Thermoelemente.The object of the invention is therefore to create a thermocouple,
whose thermal voltage is much greater than that of conventional thermocouples.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Zur Erläuterung
der Erfindung wird im folgenden
auf die Zeichnungen Bezug genommen.
Hierbei zeigt Figur 1 die Abhängigkeit der Thermospannung > und der elektromotorischen
Kraft E von CrSi2 und Chromel von der Temperatur; Figur 2 die Abhängigkeit der elektromotorischen
Kraft E von der Temperaturdifferenz 4T zwischen einem P-Thermoschenkel und einem
N-Thermoschenkel; Figur 3 einen Längs schnitt ,durch eine erste Ausführungsform
des neuen Thermoelements und Figur 4 einen Längsschnittdurch eine zweite Ausführunysform.This object is achieved by the invention characterized in claim 1.
Advantageous further developments result from the subclaims. In order to explain
the invention is described below
Reference is made to the drawings.
Here, Figure 1 shows the dependence of the thermal voltage> and the electromotive
Force E of CrSi2 and Chromel on temperature; Figure 2 shows the dependence of the electromotive
Force E from the temperature difference 4T between a P-thermo leg and a
N thermo legs; Figure 3 is a longitudinal section through a first embodiment
of the new thermocouple and FIG. 4 shows a longitudinal section through a second embodiment.
Aus Figur 1 ist ersichtlich, daß die ThermospannungoCund die MEK von
CrSi2,-welches einen P-Halbleiter-Thermoschenkel bildet, wesentlich besser sind
als die betreffenden Werte von N-Thermoschenkeln, wie beispielsweise Chromel. Folglich
liefert ein Thermoelement, bestehend aus einem P-Schenkel aus CrSi2 und aus einem
N-Schenkel aus Metall, beispielsweise Constantan, Ålumeloder dergleichen, eine sehr
hohe EMK, die wenigstens doppelt so groß ist als die herkömmlicher Thermoelemente,
bestehend aus Chromel-Constantan oder Chromel-Alumel (vgl. Figur 2).From Figure 1 it can be seen that the thermal voltage oC and the MEK of
CrSi2, which forms a P-semiconductor thermo leg, are much better
than the respective values of N thermo legs, such as Chromel. Consequently
supplies a thermocouple consisting of a P-leg made of CrSi2 and a
N-legs made of metal, for example Constantan, Ålumel or the like, a very
high emf, which is at least twice as large as that of conventional thermocouples,
consisting of Chromel-Constantan or Chromel-Alumel (see Figure 2).
Außerdem ist die Hitzebeständigkeit und Korrosionsfestigkeit vom CrSi2
als P-Schenkel des Thermoelements wesentlich besser als bekannter Werkstoffe für
den P-Schenkel. CrSi2 kann bei sehr hohen -Termperaturen bis in die Größenordnung
von 500°C bis 7000C eingesetzt werden. Damit gelingt es, Temperaturdifferenzen von
4000C bis 6000C zwischen dem P-Schenkel und dem N-Schenkel zu erzielen.In addition, the heat resistance and corrosion resistance of CrSi2
as the P-leg of the thermocouple much better than known materials for
the P-leg. At very high temperatures, CrSi2 can reach the order of magnitude
from 500 ° C to 7000C. This enables temperature differences of
4000C to 6000C between the P-leg and the N-leg to be achieved.
Solche Verhältnisse ergeben sich bei der Aufheizung eines Thermoelements
durch einen Zündbrenner. Das neue Thermoelement stellt somit einen sehr empfindlichen
Flammendetektor dar. Außerdem weist es eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen reduzierende
oder oxydierende Flammeneinflüsse auf, es ist hitzebeständig und korrosionsfest.Such conditions arise when a thermocouple is heated
by a pilot burner. The new thermocouple thus represents a very sensitive one
Flame detector. It also has a high resistance to reducing
or oxidizing flames, it is heat-resistant and corrosion-proof.
Figur 3 zeigt eine erste Ausführungsform, bei welcher ein topfförmiger
P-Schenkel 1 aus CrSi2 den stiftförmigen N-Schenkel 2
umgibt. An
der Verbindungsstelle, d.h. an. der Stirnseite des N-Schenkels und an der inneren
Bodenseite des P-Schenkels sind beide durch ein hltzebeständiges Lot 3 miteinander
verbunden. Bei dieser Ausführungsform ist der N-Schenkel 2 durch den P-Schenkel
1 gegenüber der Flamme abgeschirmt, so daß dieses Thermoelement auch bei strengen
Anforderungen eingesetzt werden kann.Figure 3 shows a first embodiment in which a cup-shaped
P-leg 1 made of CrSi2 the pin-shaped N-leg 2
surrounds. At
the junction, i.e. at. the face of the N-leg and on the inner
The bottom side of the P-leg are both connected by a heat-resistant solder 3
tied together. In this embodiment, the N-leg 2 is through the P-leg
1 shielded from the flame, so that this thermocouple even with strict
Requirements can be used.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 ist der Durchmesser des äußeren,
wiederum hülsen- oder opfförmigen Schenkels 1 in Bodennähe verkleinert derart,daß
der innere stiftförmige N-Schenkel 2 gerade hineinpaßt. An der Stirnfläche des N-Schenkels
ist dieser mit dem Boden des P-Schenkels durch Silberlot oder dergleichen verbunden.
Thermoelemente dieser Art zeichnen sich durch eine besonders hohe Ansprechgeschwindigkeit
aus und sind leicht rund billig herstellbar.In the embodiment according to Figure 4, the diameter of the outer,
in turn sleeve-shaped or cup-shaped leg 1 reduced in size near the bottom such that
the inner pin-shaped N-leg 2 just fits into it. On the face of the N-leg
this is connected to the bottom of the P-leg by silver solder or the like.
Thermocouples of this type are characterized by a particularly high response speed
and are easy to manufacture around cheap.