DE3045652A1

DE3045652A1 - Thermoelement aus unterschiedlich duennen thermodraehten

Info

Publication number: DE3045652A1
Application number: DE19803045652
Authority: DE
Inventors: László von Dipl.-Phys. 4190 Kleve Körtvélyessy
Original assignee: Koertvelyessy laszlo Von dipl-Phys
Current assignee: Koertvelyessy laszlo Von dipl-Phys
Priority date: 1980-12-04
Filing date: 1980-12-04
Publication date: 1982-07-08
Anticipated expiration: 2000-12-05
Also published as: DE3045652C2

Description

Thermoelement aus unterschiedlich dünnen Thermodrähten
Zweck der Erfindung ist die Erhöhung der Lebensdauer und/oder der Meßstabilität der Thermoelemente, die Verminderung ihrer Wärmeleitfehler und Kostenersparnis dadurch, daß der stabilere (z. B. der positive) Thermodraht dünner gewählt wird.
Stand der Technik sind die Thermoelemente, in denen zwei solche Thermodrähte zusammengeschueißt sind, die beide den gleichen Durchmesser haben.
Solche Thermoelemente sind seit mehr als einem Dahrhundert bei den Temperaturmessungen und -regelungen eingesetzt (Fig.1) Durch das regelmäßige Austauschen der Thermodrähte entstanden relativ hohe Kosten für die Aufrechterhaltung der Temperaturmessung und trotzdem war man unsicher, wie genau die Thermodrähte noch sind? Diese Unsicherheit wurde dadurch verursacht, daß die einzelnen Erfahrungen widersprüchlich waren. Der Erfinder fand die Gesetzmäßigkeit der Thermoelementalterung, weil er nicht nur einzelne, gezielte Messungen durchführte, sondern nahm eine große Zahl von schon durchgeführten Messungen und suchte mit einem Computer die Funktion der Thermoelement-nlterung heraus (Körtvelyessy: Thermoelement Praxis Vulkan D-Essen 1981).
Die Idee der Erfindung liegt darin, daß man auch den relativ weniger gealterten (z. 8. positiven) Thermodraht entwertet, wenn ein Thermodrahtaustausch notwendig ist und man deswegen lieber die Lebensdauer des positiven und des negativen Thermodrahtes auf den gleichen ert einstellen sollte.
Der positive Thermodraht sollte nicht den gleichen Durchmesser haben, wie der negative (Fig. 1) sondern der langlebigere Thermodraht soll erfindungsgemäß dünner sein als der unter gleichen Umständen kurzlebigere Thermodraht (Fig. 2).
Noch besser ist es (Fig. 3) den instabileren -z. B. negativeren- Thermodraht dicker, den stabileren dünner zu wählen als bisher. Man kann eut. gleichzeitig die Kapillare (1) dünner fertigen: Den dünneren -in Fig.3 positiven-Thermodraht soll man in eine dünnere Bohrung (2) und den dickeren Thermodraht in eine etwas dickere Bohrung (3) legen.
Bei Platinrhodium 10 % - Platin und bei Platinrhsdium 13 % -Platin Thermodrähten, kann man z. 8. mit den erfindungsgemäß unterschiedlichen Durchmesser etwa 10 Jahre Lebensdauer mit einer guten Toleranz von - 2 K (ohne Kontrolle) erreichen: Ofentemperatur positiver negativer Thermodraht: Thermodraht: 1000 OC 0,10 mm 0,2 mm 1100 OC 0,2 mm 0,3 mm 1200 OC 0,35 mm .0,6 mm Diese Tabelle ist aus dem schon erwähnten (bald veröffentlichten) Buch des Erfinders entnommen. Die dazu gehörigen Berechnungen brauchen also nicht wiederholt werden.
Das erfindungsgemäße Thermopaar -oder Thermoelement- besteht also aus einem dünneren Thermodraht der unter gleichen Umständen langsamer altert als der andere Thermodraht- und aus einem dickeren, wobei beide Thermodrähte auch andere, als einen kreisförmigen Querschnitt haben können.
Wesentlich ist nur, daß ein Querschnitt-Unterschied von mindestens 5 % zwischen den beiden Thermodrähten existiert.
Bekanntlich sind diese Thermodrähte in einem Thermopaar für die Temperaturmessung verschweißt, verlötet oder auf andere Weise elektrisch miteinander verbunden.
Die Vorteile der Erfindung sind: 1. Das Thermoelement, daß das erfindungsgemäße (Fig. 2 - 3) Thermopaar hat, ist billiger für die gleiche Lebensdauer (Fig 2) oder ist billiger und lebt noch länger (in Fig. 3) als das bisherige (Fig. 1) Es ist leicht auszurechnen, daß ein Volumenersparnis des Edelmetalls von 60-80 % - bei dem Thermodraht aus Platinrhodium zu erreichen ist. Da Rhodium noch teuerer ist als Platin also liegen die Kostenersparnisse noch höher. Auch die Keramikbestanteile dieses Thermoelements sind dünner und deswegen billiger. Die längere Lebensdauer bringt zusätzlich noch Ersparnisse bei den Prüf-, Austausch-, Ausfall- und Ausschuß Kosten.
2. Das erfindungsgemäße Thermoelement -mit oder ohne Schutzrohres kann schmaler gebaut werden, dadurch wird/schneller und genauer messen und vermindert die Regelschwingung.
3. Das Thermoelement mit den zwei unterschiedlich dünnen Thermodrähten wird weniger oft verkehrt mit den Ausgleichsleitungen im Thermoelementkopf angeschlossen, weil die Polarität besser zu erkennen ist.
Für den Begriff Lebensdauer ein Zahlenbeispiel: Die gleiche Lebensdauer für den positiven und negativen Thermodraht soll nicht bedeuten, daß beide Drähte nach z.B. 10 000 Stunden gleichzeitig durchbrennen sollen. Dieser Vorschlag soll vielmehr bedeuten, daß beide Thermdrähte nach z.8. 10 C00 Stunden etwa die gleiche Alterung, z.B. -5,0 K bzw. -4,5 K bekommen sollten. Dadurch bleibt erfindungsgemäß ihre Gesamtdrift klein, im obigen Beispiel nur: -5,0 - (-4,5) = -0,5 K.
Wenn beide Thermodrähte dagegen - wie bisher - gleich dünn sind (Fig. 1), altert in 10 000 Stunden der positive Thermodräht nicht -5,0 K, sondern nur -0,5 K; durch diese größere Stabilität entsteht aber eine 8-mal größere Drift von -0,5 - (-4,5) = + 4 K.

Claims

Patentansprüche: 1.)Thermopaar für die Messung der Temperatur bestehend aus zwei Thermodrähten die normalerweise einen kreisförmigen Querschnitt haben und an einem Ende miteinander verschweißt verlötet oder während der Messung anders in elektrische Verbindung gebracht sind -dadurch qekennzeichnet, daß ein der zwei. Thermodrahte der unter gleichen Umständen langsamer altert als der andere Thermodraht - dünner ist, oder im allgemeinen einen niedrigeren Querschnitt von wenigstens 5 %4 hat
2. Thermopaar im Patentanspruch 1 definiert dadurch qekennzeichnet, daß die Isolierkapillare (1) - die die unterschiedlich dünnen hermodrähte (+) und (-) voneinander elektrisch isolieren - unterschiedlich dünne Bohrungen (2 + 3), und zwar mit wenigstens 5%igem Querschnitt - Unterschied haben
3. Thermoelement besteht aus Thermopaar, elektrischer Isolierung zwischen den Thermodrähten und evt. noch aus Schutzrohr sowie aus Anschlußkopf usw. dadurch gekennzeichnet, daß sein Schutzrohr passend im Patentanspruch 1 und 2 definierte, schmalere Bestandteile umfaßt.