DE2625356A1

DE2625356A1 - Verfahren zur herstellung eines koaxialen thermoelementhalbzeuges

Info

Publication number: DE2625356A1
Application number: DE19762625356
Authority: DE
Inventors: Martin Belicic
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1974-11-18
Filing date: 1976-06-04
Publication date: 1977-12-15
Also published as: DE2625356C2; DE2454620B1; DE2454620C2

Description

Verfahren zur Herstellung eines koaxialen Thermo-
elementhalbzeuges Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines koaxialen Thermoelementhalbzeuges beliebiger Länge, dessen koaxiale metallische Thermoelementschenkel durch eine vorzugsweise keramische Zwischenschicht isoliert und verbunden sind, wobei entsprechend dem Hauptpatent 2 454 620 zunächst beide Thermoelementschenkel koaxial zueinander angeordnet werden und dann durch bekannte spanlose Verformungstechniken in eine im Durchmesser stark herabgesetzte drahtförmige Gestalt gebracht werden. Bei dieser Thermoelementform wird die Meßspannung von der äußeren Mantelelektrode und der von dieser umgebenen Drahtseele der inneren Elektrode abgenommen. Es sind dabei Anwendungsfälle denkbar, bei denen die Thermoelemente in einem Medium verlaufen, das elektrisch leitend oder auch korrosiv ist, so daß dadurch eine Meßwertverfälschung bzw. eine Beeinträchtigung der Lebensdauer befürchtet werden muß.
Es ist bekannt, Thermoelemente mit parallel zueinander geführten Thermoelementschenkeln in solchen Fällen in einem sogenannten Schutzrohr unterzubringen und damit eine schädliche Beeinflussung derselben fernzuhalten. Es handelte sich dabei aber stets um verhältnismäßig massive Thermoelementanordnungen, die stets für sich zusammengebaut werden mußten. Bei der Weiterentwicklung des im Hauptpatent beschriebenen Thermoelementhalbzeuges bzw. dessen Herstellung ergab sich die Aufgabe, dessen Anwendungsbereich auszudehnen. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, zusätzlich ein koaxiales metallisches Schutzrohr mit einer inneren keramischen Isolierschicht zusammen mit den Ausgangselementen des Thermoelementhalbzeuges in die im Durchmesser stark herabgesetzte drahtförmige Gestalt zu bringen. Die Drahtseele dieses Halbzeuges sowie dessen erste Ummantelung bilden somit das eigentliche Thermoelement. Die äußere Ummantelung dient als Schutzmantel und kann z.B. geerdet sein. Es wäre Jedoch auch möglich, die äußere Ummantelung ebenfalls aus einem Thermoelementwerkstoff zu machen, der mit dem inneren Mantel und der Drahtseele Jeweils ein Thermopaar bildet. Dabel kann die Werkstoffauswahl so getroffen werden, daß diese so gebildeten drei Thermopaare unterschiedliche Temperaturbereiche erfassen und somit gestatten, mit nur einem einzigen Bauelement einen wesentlich größeren Temperaturbereich zu überwachen. Das Herstellungsverfahren ist dabei das gleiche,wie im Hauptpatent beschrieben, so daß hierüber keine weiteren Aussagen gemacht werden müssen.
In den Fig. 1 bis 5 sind zur besseren Veranschaulichung dieser Erfindung fünf Ausbildungsformen eines derartigen Thermoelementes schematisch dargestellt, wie sie sich aus einem solchen Halbzeug in ähnlicher Weise, wie im Hauptpatent beschrieben, herstellen lassen. Die Innenseele des Thermoelementhalbzeuges ist mit 1 bezeichnet, die innere Mantelelektrode mit 2 und der äußere Schutzmantel mit 3. Zwischen diesen befindet sich der gemäß dem Hauptpatent aufgebrachte Isolierstoff 4. Nach der Ausführung von Fig. 1 ist der Thermoelementdraht 1 und die erste Ummantelung 2 miteinander verschweißt (5) und bildet somit das Thermoelement, das zu den Abnahmeklemmen 62 und 61 führt. Der Schutzmantel selbst ist an seiner Stirnseite mit einer Emailperle 31 verschlossen. Damit ist die Lötstelle 5 des eigentlichen Thermoelementes nach außen elektrisch isoliert.
Die Fig. 2 zeigt ebenfalls einen Längsschnitt durch ein derartiges Thermoelement. Dabei ist der äußere Schutzmantel nicht mit einer Isolierperle abgeschlossen, sondern mit einer übergeschobenen vorgefertigten Metallkappe 32, die mit dem Schutzrohr 3 beispielsweise verlötet oder verschweißt sein kann.
Die Fig. 3 zeigt ein Thermoelement dieses Aufbaus, bei dem jedoch Schutzrohr 3, innere Mantelelektrode 2 und Drahtseele 1 mit einer gemeinsamen Schweiß- oder Lötperle 51 leitend verbunden sind. Bei entsprechender Wahl der Mantel- und Elektrodenwerkstoffe können dann zwischen den Abnahmekleininen 61, 62 und 63 drei verschiedene Spannungswerte abgenommen werden, mit denen drei verschiedene Temperaturbereiche mit optimaler Empfindlichkeit und Genauigkeit überwacht werden können.
Die Fig. 4 und 5 zeigen koaxiale Thermoelemente, bei denen die innere Elektrode nicht mehr als Draht 1, sondern ebenfalls als Rohr 11 ausgebildet ist. Die äußere Elektrode ist mit 22, die Isolation wieder mit 4 und das Schutzrohr mit 3 bezeichnet.
Nach Fig. 4 besteht bei einem solchen Aufbau dann die Möglichkeit, z.B. eine Meßleitung 71 durch die Innenelektrode 11 zu führen. Diese kann bei der Herstellung des Thermoelementhalbzeuges mit eingebettet werden.
Nach Fig. 5 befindet sich anstelle der Leitung 7 ein von der Innenelektrode 11 isoliertes Schutzrohr 7, das z.B. als Entnahmeleitung für ein zu untersuchendes Medium oder auch für andere Zwecke dienen kann.
Selbstverständlich sind noch weitere Aufbauvarianten möglich, die Beispiele dienen dazu als Anregung. Ähnliches gilt für die Schaltung als Mehrfachthermoelement.
Hinsichtlich der Verwendung dieser koaxialen Thermoelementhalbzeuge mit Schutzmantel gelten mindestens die gleichen Vorteile wie sie bereits im Hauptpatent beschrieben worden sind.
1 Patentanspruch 5 Figuren Leerseite

Claims

Patentanspruch 9 Verfahren zur Herstellung eines koaxialen Thermoelementhalbzeuges beliebiger Länge, dessen koaxiale metallische Thermoelementschenkel durch eine vorzugsweise keramische Zwischenschicht isoliert und verbunden sind, wobei entsprechend dem Hauptpatent 2 454 620 zunächst beide Thermoelementschenkel koaxial zueinander angeordnet werden und dann durch bekannte spanlose Verformungstechniken in eine im Durchmesser stark herabgesetzte drahtförmige Gestalt gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein koaxiales metallisches Schutzrohr mit einer inneren keramischen Isolierschicht zusammen mit den Ausgangselementen des Thermoelementhalbzeuges in die im Durchmesser stark herabgesetzte drahtförmige Gestalt gebracht wird.