DE3586571T2

DE3586571T2 - Stabiles hoch-temperatur-kabel und vorrichtungen daraus hergestellt.

Info

Publication number: DE3586571T2
Application number: DE8585400871T
Authority: DE
Inventors: Noel Arthur Burley
Original assignee: NICROBELL Pty Ltd
Current assignee: NICROBELL Pty Ltd
Priority date: 1984-05-07
Filing date: 1985-05-06
Publication date: 1993-02-18
Anticipated expiration: 2005-05-07
Also published as: DE3586571D1

Description

Die Erfindung betrifft ein verdichtetes, mineralisch isoliertes, mit integriertem Mantel versehenes Kabel. Ferner bezieht sich die Erfindung auf elektrisch leitende Kabel einschließlich Thermoelementkabel und auf Thermoelementfühler, die aus dem Thermoelementkabel hergestellt sind. Die elektrisch leitenden Kabel gemäß der Erfindung schließen ferner Wärmedetektoren und Heizelemente ein, die insbesondere für einen Einsatz bei hohen Temperaturen brauchbar sind.
Gemäß der Erfindung werden Legierungen auf Nickelbasis verwendet, einschließlich derjenigen Legierungen, welche in der Systematik der Thermoelemente von den Normbehörden als Legierungen des Typs "N" oder kurz "N-Legierungen" bezeichnet werden. Zu den Normbehörden, welche diese Bezeichnungen verwenden, gehören insbesondere die Instrument Society of America, die American Society for Testing and Materials, die International Electrotechnical Commission und die British Standards Institution.
In einer Hinsicht vermittelt die Erfindung Thermoelementkabel auf Nickelbasis und daraus hergestellte Thermoelement-Sensorsysteme auf Nickelbasis mit höherem Oxidationswiderstand, höherer Lebensdauer und größerer thermoelektrischer Stabilität über längere Zeitperioden sowie über einen Bereich höherer Temperaturen, bis auf 1300ºC, als bekannte Kabel- und Sensorsysteme auf Metallbasis der gleichen allgemeinen Art.
Die Erfindung vermittelt auch elektrisch leitende Kabel einschließlich solcher Kabel, welche für eine Anwendung als Wärmedetektoren und Heizelemente geeignet sind. Legierungen auf Nickelbasis wurden als Thermoelemente seit den frühen Jahren dieses Jahrhunderts verwendet. Ein allgemein gebräuchliches Thermoelement ist das Thermoelement des Typs K (so bezeichnet durch die Instrument Society of America). Das positive thermoelektrische Element des Typs K ist eine Legierung auf Nickelbasis mit einem Gehalt an 9,25 Gewichtsprozent Chrom, 0,4 Gewichtsprozent Silicium und im übrigen im wesentlichen Nickel. Das negative thermoelektrische Element des Typs K ist eine Legierung auf Nickelbasis mit einem Gehalt an 3 Gewichtsprozent Mangan, 2 Gewichtsprozent Aluminium, einem Gewichtsprozent Silicium, kleinen Mengen Eisen und Kobalt und im übrigen im wesentlichen Nickel.
Das Thermoelement des Typs K wird empfohlenerweise in Luftatmosphäre benutzt. Bei höheren Temperaturen versagt das K-Thermoelement aufgrund seines relativ kleinen Widerstands gegenüber Oxidation. Ein Weg, auf dem Versuche gemacht wurden, um dieses Problem zu überwinden, besteht darin, das Thermoelement in eine Thermoelement-Sensoranordnung verdichteter Keramikisolierung einzuschließen.
Wie an sich bekannt, besteht ein erster Schritt bei der Herstellung solcher Thermoelement-Sensoren darin, ein sogenanntes "MI"-(mineralisch isoliertes) Kabel herzustellen, welches einen Mantel aufweist, der ein oder mehrere thermoelektrische Leiterdrähte enthält, die ihrerseits vom Mantel (und voneinander, falls zwei oder mehr Leiterdrähte verwendet werden) durch verdichtetes, mineralisches Isoliermaterial isoliert sind.
Die europäische Patentschrift 0 078 675 offenbart insbesondere ein wärmeempfindliches Kabel mit einem Paar von Leitern, deren einer vorzugsweise ein Draht aus einer Nickel/Chromlegierung ist, wohingegen der andere Leiter ein Draht aus einer Kupfer/Nickellegierung ist, wobei die Nickel/Chromlegierung näherungsweise 90 % Nickel und 10 % Chrom und die Kupfer/Nickellegierungen näherungsweise 55 % Kupfer und 45 % Nickel umfassen.
Der Mantel dieses Kabels ist aus rostfreiem Stahl des Typs 304 oder 304 L oder einer Nickel/Chrom/Eisenlegierung gebildet, die näherungsweise 75 % Nickel, 15 % Chrom und 10 % Eisen umfaßt.
Das bedeutet, daß der Mantel und die Leiterlegierungen im wesentlichen und bezeichnenderweise unterschiedliche Zusammensetzungen sind. Dies führt zu einer Zahl von schwierigen Problemen in den Eigenschaften und Ausführungen von konventionellen mineralisch isolierten, mit integriertem Mantel versehenen (MIMS) Leiterkabeln, die im nachfolgenden in der vorliegenden Anmeldung, welche das Ziel hat, diese gattungsgemäß zu beseitigen, erörtert werden.
Die britische Patentschrift 1 347 236 offenbart ein Thermoelement, das ein positives, aus einer Nickel/Chromlegierung gebildetes Glied und ein negatives, aus einer Nickel/Siliciumlegierung gebildetes Glied aufweist.
Die dort offenbarte Thermolegierung (CERLOY P) ist im wesentlichen eine Nickel-13 (Gewichtsprozent) Chrom- Legierung, obwohl auch Chrom bis 15 Gewichtsprozent möglich ist. Der Mantel enthält in der vorliegenden Erfindung 14 Gewichtsprozent Chrom. Die maßgebende CERLOY P Legierung ist derart von Nicrosil (Typ NP) verschieden, daß erstere normalerweise kein Silicium oder Magnesium enthält. Die CERLOY P Legierung ist deshalb wesentlich minderwertiger in bezug auf die Oxidationswiderstandsfähigkeit als Nicrosil. Darüber hinaus kann CERLOY P bis zu 3 % Mangan enthalten. Wie in der vorliegenden Erfindung dargelegt, ist das Nichtvorhandensein von Mangan in der Mantellegierung wesentlicher Bestandteil der Erfindung, da Mangan das grundsätzliche Verunreinigungsmaterial der Thermoelementkabel ist, das thermoelektrische Instabilität in konventionellen MIMS Kabeln verursacht, wie in der Beschreibung dargelegt ist.
Die negative Thermolegierung CERLOY N ist wesentlich minderwertiger in bezug auf die Oxidationswiderstandsfähig keit als Nisil (Typ NN), da der Siliciumgehalt in ersterer zu gering ist, um interne Oxidation zu verhindern, welche in Nisil nicht vorkommt. Ferner enthält CERLOY N kein Mangan, dessen Vorkommen in Nisil zu einer Größenordnung des Anwachsens im Oxidationswiderstand führt, der mit manganfreien Legierungen anderer ähnlicher Zusammensetzung vergleichbar ist.
Die britische Patentschrift 674 068 vermittelt eine Kupfer/Nickelmantellegierung und Thermopaarleiter des Typs k, wohingegen die US-Patentschrift 3 942 242 einen Mantel aus rostfreiem Stahl und einen Chromelkern, d.h. einige spezielle Legierungen, die im wesentlichen von denen der vorliegenden Erfindung verschieden und im folgenden in der vorliegenden Beschreibung offenbart sind.
Ferner offenbart die amerikanische Patentschrift eine Vorrichtung, die ein nicht genormtes Thermopaar bildet.
Die nachfolgende Beschreibung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
Fig. 1 ein typisches MI-Kabel mit zwei Leiterdrähten (thermoelektrischen Elementen);
Fig. 2 zwei Grundkonstruktionen von Staurohr- Temperatursonden, wie sie unten näher erörtert werden und
Fig. 3 den großen, negativen Temperatur- Koeffizienten des Widerstandes der verdicheteten Isolierung in Wärmesensoren gemäß der Erfindung, wie er unten näher erörtert wird.
Das in Fig. 1 dargestellte, mineralisch isolierte Kabel (MI Kabel) ist von herkömmlicher Art und umfaßt einen Mantel 1, eine verdichtete Isolierung 2 sowie elektrische Leiterdrähte (thermoelektrische Elemente) 3.
Weitere Einzelheiten der Herstellung des MI-Kabels gemäß Fig. 1 werden weiter unten in Beispiel 1 angegeben.
Um aus diesem Kabel einen Sensor herzustellen, wird das Kabel geschnitten und die Enden der Leiter werden freigelegt, indem man einen Teil der Isolierung von ihnen entfernt. Die freiliegenden Enden der Leiter werden dann miteinander verbunden, so daß sich eine Thermoverbindung ergibt. Dies kann beispielsweise durch Verdrehen und/oder Löten oder Schweißen erfolgen.
Die Thermoverbindung kann einfach freiliegend bleiben, um in einer bestimmten Umgebung eingesetzt zu werden. Sie kann auch dadurch abgedeckt oder geschützt werden, daß der Mantel über die Thermoverbindung - mit oder ohne Isoliermantel - gezogen wird.
Die letztere Art des Thermoelementfühlers ist allgemein gebräuchlich geworden, da bei ihm die Thermoelementdrähte von Umgebungen isoliert sind, die eine rasche Zerstörung bewirken könnten. Bei dieser Art des Thermoelementfühlers liegt eine hervorragende Hochtemperaturisolierung für die Thermoelement-Leiterdrähte vor. Der Mantel kann aus einem Material gefertigt werden, welches mit der Umgebung und dem Verfahren verträglich ist, in denen das Material eingesetzt wird. Dabei vermittelt der Mantel auch ein gewisses Maß an mechanischem Schutz. Es gibt zahlreiche gewerbliche Lieferanten von K-Thermoelementen in verdichteten Keramikisolierungen mit integriertem Mantel.
Bei Temperaturen oberhalb etwa 1050º C versagen die bekannten verdichteten, keramisch oder mineralisch isolierten, mit integriertem Mantel versehenen Kabel und Thermoelemente vorzeitig, und zwar aus folgenden Gründen:
(i) die Materialien, aus denen die Kabelmäntel hergestellt sind, beispielsweise Inconel und rostfreier Stahl, versagen aufgrund einer Zerstörung, die ihrerseits auf Oxidation oder eine andere beschleunigte Wechselwirkung mit einer gasförmigen Umgebung zurückzuführen ist;
(ii) die individuellen Legierungen des Typs K, aus denen die Thermoelemente hergestellt sind, versagen infolge beschleunigter Oxidation durch bei niederem Druck befindliche Restluft der verdichteten, keramischen oder mineralischen Isolierungen;
(iii) die Leiterdrähte der thermoelektrischen Elemente versagen mechanisch aufgrund erheblicher, wechselnder Beanspruchungen, wie sie bei einer zyklischen Wärmebehandlung auftreten. Die Beanspruchungen werden in erster Linie durch in Längsrichtung wirkende Belastungen hervorgerufen, die aufgrund wesentlich verschiedener Temperaturkoeffizienten der linearen Ausdehnung von Mantel und thermoelektrischem Material auftreten. Einige typische Durchschnittswerte dieser Ausdehnungskoeffizienten sind: Bestandteil Material Mantel Thermolegierung rostfreier Stahl Typ K
(iv) die Legierungen der thermoelektrischen Leiter sind durch Auflösung äußerer Elemente verunreinigt, die aus der unterschiedlichen Legierung des Mantels infolge thermischer Diffusion durch das verdichtete Isoliermaterial hindurch aufgenommen werden. Diese Elemente, beispielsweise Mangan, Eisen, Molybdän, Kupfer versursachen erhebliche Veränderungen in der thermoelektromotorischen Kraft des Thermoelements.
Die Zusammensetzung der thermoelektrischen Leiterdrähte wird dadurch verändert, daß das Thermoelement einer längeren Kernstrahlung ausgesetzt wird, die zu einer Umwandlung eines oder mehrerer Elemente in der Legierung führt.
Infolgedessen besteht eine Notwendigkeit für ein neues, einstückiges, durch verdichtetes Keramikmaterial isoliertes Kabel, welches sich als Heizelement oder für die Herstellung von Thermoelementsensoren eignet und im wesentlichen unempfindlich gegenüber den oben beschriebenen, zerstörenden Einflüssen ist. Ferner soll das Kabel eine verbesserte Stabilität gegenüber der Umgebung und thermoelektrischen Einflüssen bei Temperaturen haben, die deutlich über 1050º C liegen.
Es wird daher davon ausgegangen, daß ein neues Kabel mit verdichteter, keramisch-mineralischer Isolierung und einem integrierten Mantel mit folgenden Eigenschaften einen beträchtlichen Fortschritt darstelle: Unempfindlichkeit gegenüber zerstörenden Einflüssen, beispielsweise durch beschleunigte Oxidation, unterschiedliche thermische Beanspruchungen, Querverunreinigung durch Diffusion und Umwandlungen. Das neue Kabel soll ferner einen verbesserten Widerstand gegenüber Wechselwirkungen mit der Umgebung und gegenüber einem Abfall der thermischen, elektromotorischen Kraft (EMK) haben. Außerdem soll es bei Temperaturen bis zu etwa 1300º C in verschiedenen Atmosphären resistent sein.
Es ist weiterhin eine Verbesserung des Standes der Technik, daß bestimmte Ursachen thermoelektrischer Instabilität, welche herkömmliche Thermoelementwandler auf Metallbasis nachteilig beeinflussen, nämlich beschleunigte Oxidation, kurzreichweitige inhomogene, strukturelle Ordnungen, Kernumwandlungen sowie magnetische Umwandlungen, bei dem Thermoelementsensor gemäß der Erfindung praktisch eliminiert sind. Dies geht darauf zurück, dar die Zusammensetzungen der thermoelektrischen Leiterdrähte des Typs N, welche in den einstückig verdichteten, keramisch isolierten Thermoelement-Sensor eingeschlossen werden, von solcher Art sind, daß die Veränderungen der thermischen EMK gemäß der Oxidation und die kurzreichweitige Ordnung praktisch eliminiert sind. Dabei enthalten diese Drähte des N-Typs keine stark transmutierenden Elemente und weisen magnetische Umwandlungseigenschaften auf, die unterhalb der Raumtemperatur liegen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein integrales, verdichtetes Thermoelementkabel und einen Sensor auf Metallbasis vorzuschlagen, die thermoelektrisch bis zu 1300º C stabil sind. Kabel und Sensor sollen bis zu 1300º C auch oxidationsresistent sein.
Ferner sollen durch die Erfindung elektrisch leitende Kabel und Heizelemente vorgeschlagen werden, die bei hohen Temperaturen ähnliche Vorteile aufweisen.
Schließlich sollen durch die Erfindung auch elektrisch leitende Kabel und Wärmedetektoren vorgesehen werden, die bei hohen Temperaturen ebenfalls ähnliche Vorteile besitzen.
Die Erfindungsaufgabe wird grundsätzlich durch die Verwendung zweier besonderer Legierungen und bestimmter Zusammensetzungsvarianten dieser Legierungen als Mantelmaterialien gelöst. Diese Legierungen sind ähnlich denjenigen Legierungen, welche sich für eine Anwendung als positive und negative, thermoelektrische Elemente des Thermoelements eignen. Die chemischen Zusammensetzungstoleranzen (Gewichtsprozentsätze) für die Legierungsbestandteile des positiven und negativen thermoelektrischen Elements der Thermoelement-Leiter sind: Positive Legierung Element Negative Legierung
Thermoelemente aus diesen Legierungen werden durch die Instrument Society of America und andere derartige Stellen als zum "Typ N" gehörend bezeichnet.
Die erste Mantellegierung gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen aus:
(a) etwa 13,0 Gewichtsprozent bis 15,0 Gewichtsprozent Chrom, etwa 1,0 Gewichtsprozent bis etwa 2,0 Gewichtsprozent Silicium, etwa 0,03 bis etwa 0,25 Gewichtsprozent Magnesium und im übrigen Nickel.
Die zweite Mantellegierung gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen aus:
(b) etwa 3,0 bis etwa 5,0 Gewichtsprozent Silicium, etwa 0,03 bis etwa 0,25 Magnesium und im übrigen Nickel.
Die säurefesten, hochschmelzenden Isoliermaterialien für den integralen, verdichteten Thermoelementsensor auf Metallbasis umfassen Magnesiumoxid, Berylliumoxid, Aluminiumoxid, Zirkonoxid und andere geeignete, schwer schmelzbare 0xide.
Die Erfindung schließt auch besondere Anwendungen der neuen Einrichtung ein. Eine dieser Anwendungen betrifft die Messung der Temperatur sich bewegender Gase, wie sie beispielsweise in Gasturbinen, Rauchkanälen, Rohrleitungen, Kaminen und anderen umschlossenen Räumen für die Fortleitung von Gasen auftreten.
Wenn versucht wird, ein Feststoffsensorelement oder eine Sonde zur Temperaturmessung in einem Gaskörper zu benutzen, der sich relativ zum Element oder zur Probe bewegt, führt ein Aufwärmeffekt aufgrund adiabatischer Kompression der an der Oberfläche der empfindlichen Sonde anliegenden Gasschicht zu einem erhöhten Fehler der Temperaturmessung. Diesem Problem begegnet man in herkömmlicher Weise durch die Verwendung einer "Staurohr-Temperatursonde". Grundsätzliche Konstruktionen einer solchen Sonde sind beispielsweise in Fig. 2 angegeben. Es bedeuten:
a, h thermoelektrische Leiterdrähte
b, i, n Bestandteile des Staurohres
c Kunststoff
d Befestigungsschrauben
e, m Meß-Thermoverbindung
f, l Lüftungsöffnungen
g Paßsitz
j Rohr aus Siliciumdioxid
k Verklebung
Die Konstruktion besteht gewöhnlich aus einem stiftartigen Element, welches sich in den Gasstrom hineinerstreckt. An einem Ende ist eine thermoelektrische Verbindung in einer Art Becher angeordnet. Die thermoelektrische Verbindung liegt in der "Stauzone" der Gasflußstörung, welche durch den Becher und seine zugeordnete Öffnung hervorgerufen wird. Diese Einrichtungen sind im allgemeinen durch Strömungsbeschränkungen gekennzeichnet, welche in der Lage sind, den Gasfluß an der Stelle der messenden thermoelektrischen Verbindung nahezu zu stoppen. Der Grundgedanke ist dabei, diejenige Temperaturablesung zu erhalten, die dort auftritt, wo keine relative Geschwindigkeit zwischen dem Gas und der Sonde herrscht, nämlich diejenige Temperatur, die bei Abwesenheit der thermoelektrischen Stausonde vorherrschen würde.
Stausonden mit Thermoelementen, insbesondere diejenigen, welche bei der Messung von Gastemperaturen in Gasturbinen hohen Wirkungsgrades eingesetzt werden, leiden unter gewissen zusätzlichen Fehlerquellen, zusätzlich zu denen, die auf die adiabatische Kompression zurückgehen. Beispiele für diese zusätzlichen Fehlerquellen sind ein Abfall der thermischen EMK in den Thermoelementen auf Metallbasislegierung, die auf eine Hochtemperaturkorrosion zurückzuführen ist, ferner eine Katalyse unvollständig verbrannter Luft/Brennstoffmischungen durch herkömmliche Thermoelemente aus seltenen Metallen sowie Wärmestrahlung von und zu den Thermoelement-Meßverbindungen, welche zur Innenseite des das Gehäuse enthaltenden Gefäßes hin- oder von dieser Innenseite ausgehen.
Diese Fehler bei der Temperaturmessung sowie der Fehler, der zusätzlich auf die adiabatische Kompression zurückgeht, werden durch eine Verwendung der N-Thermoelemente als Temperaturfühler weitgehend eliminiert, wobei die Temperaturfühler in einer Staurohr-Sonde eingeschlossen sind, und zwar insbesondere, wenn es sich um Thermoelemente des N-Typs handelt in Gestalt einstückig, verdichteter Thermoelementfühler gemäß der Erfindung.
Eine solche Staurohr-Temperatursonde mit einem N-Thermoelement entweder als Blankdraht-Thermoelement oder als ein einstückig, verdichteter Thermoelementfühler gemäß der Erfindung stellt einen bedeutenden technischen Fortschritt dar. Ein weiterer Fortschritt ergibt sich, wenn man die eine oder andere der weiter unten mit (a), (a1), (a2), (a3), (b), (b1), (b2) und (b3) bezeichneten Legierungen als Staurohr der Stausonde verwendet, anstatt irgendeines rostfreien Stahls oder irgendeiner anderen, bisher eingesetzten Legierung.
Eine weitere Anwendung erfindungsgemäßer Einrichtungen bezieht sich auf die Feststellung, Lokalisierung und Überwachung erwarteter oder unerwarteter Wärmequellen, wie sie in Maschinen, Vorratsräumen, beispielsweise Behältern, Öfen, Silos usw., Rohrleitungen, Gebäuden, Instrumenten, Schiffen, Flugzeugen, Kernreaktoren und an vielen anderen Stellen angetroffen werden. Solche Einrichtungen, welche in vieler Hinsicht in ihrer Konstruktion den herkömmlichen, oben erwähnten MI-Kabeln ähnlich sind, sind an sich bekannt. Ein wesentlicher Unterschied besteht darin, daß die dichtgepackte Isolation Isoliereigenschaften hat, die einen starken negativen Widerstandstemperatur- Koeffizienten einschließen, wie dies im Prinzip in Fig. 3 dargestellt ist. In dieser Figur ist auf der Abszisse der Logarithmus der Temperatur und auf der Ordinate der Logarithmus des Widerstandes aufgetragen.
Entstehende lokale Wärmequellen werden durch diese Einrichtungen festgestellt, weil die Leitfähigkeit der verdichteten Isolierung in der Nähe solcher Quellen ansteigt, und zwar über einen Temperaturbereich bis zu etwa 900º C hinweg, wodurch ein lokaler Kurzschluß der thermoelektrischen Leiter verursacht wird, so daß sich eine lokale Meß-Thermoverbindung ausbildet. Dieser reversible Effekt gestattet es, die Lokalisierung, die Intensität und Dauer einer temporären Wärmequelle zu bestimmen und zu überwachen.
Unglücklicherweise haben herkömmliche Wärmefühler dieser Art die gleiche Tendenz eines vorzeitigen Versagens, und zwar aufgrund der gleichen Ursachen, welche die MI-Kabel der herkömmlichen Art zeigen, wenn sie über längere Zeit hinweg hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Neuartige Wärmefühler, welche aus Legierungen des Typs N in der von der Erfindung vorgeschlagenen Weise hergestellt sind, bringen einen bedeutenden technischen Fortschritt deswegen mit sich, weil sie praktisch frei von den oben erwähnten, zerstörenden Einflüssen herkömmlicher MI-Kabel sind. Das von den neuartigen Wärmedetektoren gezeigte praktische Frei sein von Kernumwandlungen ist von einzigartiger Bedeutung, da diese Detektoren somit für einen Einsatz im Inneren von Kernreaktoren über beträchtliche Zeit hinweg geeignet sind. Konventionelle Wärmefühler aus MI-Kabeln sind von solchen Umwandlungseffekten nicht frei.
Herkömmliche Wärmedetektoren versagen elektrisch, wenn sie über längere Zeit hinweg auf Temperaturen oberhalb etwa 1100º C aufgeheizt werden. Der erfindungsgemäße Wärmedetektor hält hingegen Temperaturen bis zu 1300º C stand, wie sie beispielsweise durch das direkte Auftreffen einer Flamme über längere Zeiträume hinweg hervorgerufen werden können.
Eine weitere Anwendung der neuen Einrichtung bezieht sich auf Widerstandsheizelemente, wie sie beispielsweise dazu verwendet werden, um die Temperatur eines beheizten Raumes, beispielsweise in Öfen, Bädern oder dgl., zu erhöhen. Solche Heizeinrichtungen, welche in vieler Hinsicht der Konstruktion eines herkömmlichen, oben beschriebenen MI-Kabels ähnlich sind, sind an sich bekannt. Ein wesentlicher Unterschied besteht darin, daß die Leiterelemente aus einer konventionellen Widerstandslegierung bestehen, beispielsweise "nichrome" (Handelsnamen der Driver-Harris Company in Großbritannien, Italien, Frankreich, Australien und den USA). Diese Legierung vermittelt beim Durchtritt elektrischen Stromes eine Widerstandsheizung.
Unglücklicherweise zeigen herkömmliche Heizelemente dieser Art die gleiche Tendenz vorzeitigen Versagens aus den gleichen Gründen, wie sie bei konventionellen MI-Kabeln auftreten. Erfindungsgemäße Heizelemente aus N-Legierungen sind ein bedeutender Fortschritt, weil sie praktisch frei von denjenigen zerstörenden Einflüssen sind, wie sie oben im Zusammenhang mit konventionellen MI-Kabeln beschrieben sind.
Es ist zufällig, dar der Widerstand und der Widerstandstemperaturkoeffizient der positiven N-Legierungen mit denjenigen Werten von "nichrome" vergleichbar ist. Derartige N-Legierungen können somit erfindungsgemäß in sehr wirksamer Weise als Widerstandsheizelemente bei hohen Temperaturen eingesetzt werden: Legierung Spezifischer Widerstand bei 20º C Temperatur-Koeffizient des Widerstands "nichrome" positive N-Legierung *unterschiedliche Angaben
Die sich insgesamt aus diesen Eigenschaften ergebenden Effekte machen den spezifischen Widerstand bei erhöhten Temperaturen einer positiven N-Legierung vergleichbar mit demjenigen von "nichrome".
Der integrale, auf Metallbasis hergestellte Thermoelementfühler gemäß der Erfindung besitzt einen ausgezeichneten Oxidationswiderstand sowie eine thermoelektrische Stabilität bei Temperaturen bis zu 1300º C. Es wurde gefunden, daß die Legierungen gemäß der Erfindung sich sehr wenig ändern, und zwar im Hinblick auf die thermische EMK und das Ausmaß der Oxidation selbst nach etwa 1000 Stunden Ausgesetztsein bei 1250º C. Im Vergleich mit üblichen Thermolegierungen des Typs K und Mantellegierungen aus Inconel und rostfreiem Stahl, welche herkömmlicherweise bei bekannten integrierten, verdichteten Thermoelementfühlern eingesetzt werden, zeigt der integrale, verdichtete Thermoelementfühler gemäß der Erfindung mit besonderen thermoelektrischen Elementen des Typs N und einem Mantel aus den oben beschriebenen Legierungen (a) und (b) eine merklich bessere Stabilität in thermoelektrischer Hinsicht und gegenüber der Umgebung, und zwar in einem Ausmaß, wie es bisher mit konventionellen Legierungen auf Metallbasis nicht erreichbar war.
Die thermoelektrischen Leiterlegierungen, welche erfindungsgemäß eingesetzt werden, bestehen im wesentlichen aus den oben angegebenen Legierungen des Typs N. Die Mantellegierungen, welche erfindungsgemäß eingesetzt werden sollen, bestehen im wesentlichen aus den oben beschriebenen Elementzusammensetzungen (a) und (b).
Bevorzugte Zusammensetzungen des Typs (a) bestehen im wesentlichen aus:
(a1) etwa 13,9 bis 14,5 Gewichtsprozent Chrom, etwa 1,3 bis 1,5 Gewichtsprozent Silicium, etwa 0,05 bis etwa 0,20 Gewichtsprozent Magnesium, im übrigen Nickel; oder insbesondere
(a2) etwa 14,05 bis etwa 14,35 Gewichtsprozent Chrom, etwa 1,35 bis etwa 1,45 Gewichtsprozent Silicium, etwa 0,10 bis etwa 0,20 Gewichtsprozent Magnesium, maximal etwa 0,15 Gewichtsprozent Eisen, maximal etwa 0,05 Gewichtsprozent Kohlenstoff und im übrigen Nickel.
Eine besonders bevorzugte Zusammensetzung des Typs (a) besteht im wesentlichen innerhalb üblicher Herstellungstoleranzgrenzen (a3)
14,2 Gewichtsprozent Chrom,
1,4 Gewichtsprozent Silicium,
0,1 Gewichtsprozent Eisen,
0,03 Gewichtsprozent Magnesium
und im übrigen Nickel.
Bevorzugte Zusammensetzungen des Typs (b) bestehen im wesentlichen aus:
(b1) etwa 4,0 bis etwa 4,8 Gewichtsprozent Silicium, etwa 0,05 bis etwa 0,20 Gewichtsprozent Magnesium und im übrigen Nickel; oder insbesondere
(b2) etwa 4,2 bis etwa 4,6 Gewichtsprozent Silicium, etwa 0,10 bis etwa 0,20 Gewichtsprozent Magnesium, maximal etwa 0,05 Gewichtsprozent Chrom, maximal etwa 0,15 Gewichtsprozent Eisen, maximal etwa 0,05 Gewichtsprozent Kohlenstoff und im übrigen Nickel.
Eine besonders bevorzugte Zusammensetzung des Typs (b) besteht im wesentlichen innerhalb üblicher Herstellungstoleranzgrenzen aus:
(b3) 4,4 Gewichtsprozent Silicium,
0,1 Gewichtsprozent Eisen,
0,1 Gewichtsprozent Magnesium
und im übrigen Nickel.
Es ist selbstverständlich, daß wenn das Kabel ein einziges thermoelektrisches Element enthält, ist das am meisten bevorzugte Mantelmaterial die dem einzelnen thermoelektrischen Element entgegengesetzte thermoelektrische Legierung. In diesem Fall wird ein Sensor dadurch gebildet, daß man das thermoelektrische Element mit dem Mantel verbindet. Wenn mehr als ein thermoelektrisches Element Anwendung finden und die thermoelektrischen Elemente aus verschiedenen Legierungen hergestellt sind, besteht das Mantelmaterial vorzugsweise aus derselben Legierung wie eines der beiden thermoelektrischen Elemente.
Bei weiteren Abwandlungen der Erfindung, die insbesondere unter widrigen Umgebungsbedingungen, beispielsweise in der chemischen und Petroliumindustrie eingesetzt werden können, kann der Mantel auch aus einem passenden, korrosionsbeständigen Material hergestellt werden.

BEISPIEL 1

Das integrale, verdichtete Thermoelementkabel nach diesem Beispiel wird unter Verwendung bekannter Herstellungsverfahren gefertigt. Man beginnt mit thermoelektrisch zusammenpassenden Thermoelementdrähten, welche von einem noch nicht verdichteten keramischen oder mineralischen Isoliermaterial umgeben sind, das seinerseits in einem Metallrohr gehalten ist. Durch Walzen, Ziehen, Tiefziehen oder andere mechanische Reduzierprozesse wird das Rohr in seinem Durchmesser verringert und hierdurch die Isolierung um die Drähte herum verdichtet. Die Herstellungsverfahrensparameter werden so eingestellt, daß die Verhältnisse von Manteldurchmesser zu Drahtstärke und Mantelwanddicke einen Ausgleich bilden zwischen maximaler Wandstärke und geeignetem Isolationsabstand zum Zwecke eines wirksamen Isolationswiderstands bei erhöhten Temperaturen.
Ein wichtiges Merkmal des Fabrikationsprozesses besteht darin, dar erhebliche Aufmerksamkeit der ursprünglichen Sauberkeit und chemischen Reinheit der Bestandteile des sowie der Beibehaltung eines hohen Grades an Sauberkeit und Trockenheit während der Fabrikation gewidmet wird. Wie bereits oben festgestellt, wird bei der Herstellung eines Fühlers aus diesem Kabel das Kabel geschnitten und die Enden der Leiter werden durch Entfernung von Isoliermaterial freigelegt. Die freiliegenen Enden der Leiter werden dann zur Ausbildung einer Thermoverbindung miteinander verbunden, was beispielsweise durch Verdrehen und/oder Löten oder Schweißen erfolgen kann.
Die Thermoverbindung kann in einfacher Weise freiliegend verbleiben, und so in bestimmten Umgebungen Anwendung finden. Die Thermoverbindung kann aber auch dadurch geschützt werden, daß man den Mantel mit oder ohne Isoliermaterial über die Thermoverbindung hinwegzieht. Die Meßstelle des Thermoelements ist gewöhnlich, jedoch nicht immer von dem Ende des Mantels elektrisch isoliert.
In diesem Beispiel sind die Legierungen der Thermoelementleiterdrähte diejenigen, die oben unter dem Typ N angegeben sind. Für den Mantel findet eine Legierung Anwendung, die oben unter (a) spezifiziert wurde.
Ein wichtiges Merkmal des Endproduktes nach diesem Beispiel besteht darin, daß die Ähnlichkeit zwischen den Eigenschaften der Mantellegierung und den Legierungen für die Thermoelementleiter zerstörende Einflüsse einer Verunreinigung des Thermoelements durch Querdiffusion, mechanisches Versagen aufgrund thermischer Beanspruchung und beschleunigte Oxidation oberhalb etwa 1050º C praktisch ausschaltet. Die Belastungen, welche durch längsweise Beanspruchungen während zyklischer Wärmebehandlung auftreten, sind klein, da zwischen den Temperatur-Koeffizienten der linearen Ausdehnung der den Mantel und die Leiter der Thermoelemente bildenden Materialien nur sehr kleine Unterschiede bestehen. Einige typische Durchschnittswerte dieser Ausdehnungs-Koeffizienten sind: Bestandteil Material Material Thermolegierung Legierung (a) über Typ N (Durchschnitt bei positiver und negativer Legierung)

BEISPIEL 2

Das einstückig verdichtete Kabel und der Fühler dieses Beispiels sind die gleichen wie in Beispiel 1 beschrieben, mit der Ausnahme, daß für den Mantel anstatt der Legierung (a) die Legierung (a1) eingesetzt wird.

BEISPIEL 3

Das einstückig verdichtete Kabel und der Fühler dieses Beispiels sind die gleichen wie in Beispiel 1 beschrieben, mit der Ausnahme, daß für den Mantel anstatt der Legierung (a) die Legierung (a2) eingesetzt wird.

BEISPIEL 4

Ein einstückig verdichtetes Kabel wird ebenso wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Zusammensetzung der Bestandteile ist:
positive Legierung des thermoelektrichen Elements (3)
negative Legierung des thermoelektrischen Elements (b3)
Mantellegierung (a3)

BEISPIELE 5 bis 8

Die Thermoelement-Kabel dieser Beispiele sind jeweils die gleichen wie in Beispiel 1 bis 4 mit der Ausnahme, daß die Mantellegierungen durch Zusatz einer oder mehrerer Komponenten verstärkt sind, wie sie zum Zwecke der Steigerung der mechanischen Festigkeit dieser Legierungen bei hoher Temperatur bekannt sind, beispielsweise Mangan, Eisen, Molybdän, Kobalt, Wolfram und/oder Dispersionen aus Oxidpartikeln.

BEISPIELE 9 bis 16

Die Kabel und Sensoren dieser Beispiele sind jeweils die gleichen wie in Beispiel 1 bis 8 beschrieben, mit der Ausnahme, dar die Mantellegierungen beschichtet sind, um eine chemische Korrosion bei hoher Temperatur zu verhindern. Derartige Beschichtungen umfassen Beschichtungen, wie sie durch eine Vielzahl herkömmlicher Verfahren zur Aufbringung von Schutzbeschichtungen bekannt sind, beispielsweise elektrolytische Abscheidung aus wässriger Lösung oder aus geschmolzenen Salzen oder anderen elektrolytischen Flüssigkeiten, ferner metallische Diffusionsprozesse einschließlich Aluminisierung, Chromisierung, Kalorisierung und ähnliche Prozesse, ferner Auflegebeschichtungen sowie andere Schutzbeschichtungsverfahren.

BEISPIEL 17

Das Kabel und der Sensor dieses Beispiels sind die gleichen wie in Beispiel 1 beschrieben mit der Ausnahme, daß für den Mantel anstatt der Legierung (a) die Legierung (b) verwendet wird.

BEISPIEL 18

Das Kabel und der Sensor dieses Beispiels sind die gleichen wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß für den Mantel anstatt der Legierung (a) die Legierung (b1) eingesetzt wird.

BEISPIEL 19

Kabel und der Sensor dieses Beispiels sind die gleichen wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme, dar für den Mantel anstatt der Legierung (a) die Legierung (b2) eingesetzt wird.

BEISPIEL 20

Das Kabel dieses Beispiels ist das gleiche wie in Beispiel 4 mit der Ausnahme, dar der Mantel anstatt aus der Legierung (a3) aus der Legierung (b3) besteht.

BEISPIELE 21 bis 24

Die Kabel und Sensoren dieser Beispiele sind jeweils die gleichen wie in den Beispielen 17 bis 20, mit der Ausnahme, daß die Mantellegierungen zusätzlich bis zu einem Gewichtsprozent eines oder mehrere Elemente enthalten, die zur Verhinderung eines metallurgischen Kornwachstums bekannt sind, wie es bei höheren Temperaturen auftritt. Solche Elemente können z.B. Niob oder Titan sein.

BEISPIELE 25 bis 28

Die Drähte und Fühler dieser Beispiele sind jeweils die gleichen wie in den Beispielen 17 bis 20, mit der Ausnahme, dar die Mantellegierungen zusätzlich eine geeignete Menge eines oder mehrerer Bestandteile enthalten, die zur Steigerung der mechanischen Festigkeit dieser Legierungen bei hoher Temperatur bekannt sind, insbesondere Mangan, Eisen, Molybdän, Kobalt, Wolfram und/oder Dispersionen aus Oxidpartikeln.

BEISPIELE 29 bis 32

Die einstückig verdichteten Drähte und Fühler dieser Beispiele sind jeweils die gleichen wie in den Beispielen 17 bis 20 mit der Ausnahme, dar die Mantellegierungen zusätzlich bis zu einem Gewichtsprozent eines oder mehrerer Elemente enthalten, die zur Verhinderung eines metallurgischen, bei hohen Temperaturen auftretenden Kornwachstums geeignet sind, insbesondere Niob oder Titan. Ferner enthalten die Mantellegierungen eine geeignete Menge eines oder mehrerer Bestandteile, die zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit dieser Legierungen bei hoher Temperatur bekannt sind, vorzugsweise Mangan, Eisen, Molybdän, Kobalt, Wolfram und/oder Dispersionen aus Oxidpartikeln.

BEISPIELE 33 bis 48

Die Kabel und Sensoren dieser Beispiele sind jeweils die gleichen wie in den Beispielen 17 bis 32 mit der Ausnahme, dar die Mantellegierung mit Hilfe eines der Verfahren und für diejenigen Zwecke beschichtet sind, wie sie in den Beispielen 9 bis 16 angegeben sind.

BEISPIELE 49 bis 96

Wärmedetektoren gemäß der Erfindung werden in der gleichen Weise wie die integralen, verdichteten Kabel nach den Beispielen 1 bis 28 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das schwer schmelzbare, verdichtete Isoliermaterial Isolationseigenschaften mit einem hohen, negativen Widerstandskoeffizienten hat.

BEISPIELE 97 bis 576

Heizelemente gemäß der Erfindung werden in der gleichen Weise wie die integralen, verdichteten Kabel nach den Beispielen 1 bis 96 hergestellt, mit der Ausnahme, daß in jedem Fall ein einziger Widerstandsheizleiter Anwendung findet und dieser Leiter aus einer Legierung besteht, die jeweils den Zusammensetzungen N (positiv), (a), (a1), (a2) oder (a3) entspricht.

Claims

1. Verdichtetes, mineralisch isoliertes, mit integeriertem Mantel versehenes Kabel, bei dem das Kabel wenigstens ein aus einer N-Typ-Legierung zusammengesetztes thermoelektrisches Element einschließt, und der Mantel aus einer aus Legierungen (a) und (b) ausgewählten Legierung zusammengesetzt ist, bei dem Legierung (a) von 13,0 bis 15,0 Gewichtsprozent Chrom, von 1,0 bis 2,0 Gewichtsprozent Silicium, von 0,03 bis 0,25 Gewichtsprozent Magnesium und im übrigen Nickel umfaßt, mit Verunreinigungsgraden an Eisen und Kohlenstoff, die 0,15 bzw. 0,05 Gewichtsprozent nicht übersteigen, und Legierung (b) von 3,0 bis 5,0 Gewichtsprozent Silicium, von 0,03 bis 0,25 Gewichtsprozent Magnesium und im übrigen Nickel umfaßt, mit Verunreinigungsgraden an Chrom, Eisen und Kohlenstoff, die 0,05, 0,15 bzw. 0,05 Gewichtsprozent nicht übersteigen.

2. Kabel nach Anspruch 1, bei dem der Mantel aus einer Legierung (a1) gebildet ist, die sich im wesentlichen aus von 13,9 bis 14,5 Gewichtsprozent Chrom, von 1,3 bis 1,5 Gewichtsprozent Silicium, von 0,05 bis 0,20 Gewichtsprozent Magnesium und im übrigen Nickel zusammensetzt, mit Verunreinigungsgraden an Eisen und Kohlenstoff, die 0,15 bzw. 0,05 Gewichtsprozent nicht übersteigen.

3. Kabel nach Anspruch 1, bei dem der Mantel aus einer Legierung (a2) gebildet ist, die sich im wesentlichen aus von 14,05 bis 14,35 Gewichtsprozent Chrom, von 1,35 bis 1,45 Gewichtsprozent Silicium, von 0,10 bis 0,20 Gewichtsprozent Magnesium, maximal 0,15 Gewichtsprozent Eisen, maximal 0,05 Gewichtsprozent Kohlenstoff und im übrigen Nickel zusammensetzt.

4. Kabel nach Anspruch 1, bei dem der Mantel aus einer Legierung (a3) gebildet ist, die sich im wesentlichen aus 14,2 Gewichtsprozent Chrom, 1,4 Gewichtsprozent Silicium, 0,1 Gewichtsprozent Eisen, 0,03 Gewichtsprozent Magnesium, maximal 0,05 Gewichtsprozent Kohlenstoff im übrigen Nickel zusammensetzt.

5. Kabel nach Anspruch 1, bei dem der Mantel aus einer Legierung (b1) gebildet ist, die sich im wesentlichen aus von 4,0 bis 4,8 Gewichtsprozent Silicium, von 0,05 bis 0,20 Gewichtsprozent Magnesium und im übrigen Nickel zusammensetzt, mit Verunreinigungsgraden an Chrom, Eisen und Kohlenstoff, die 0,05, 0,15 bzw. 0,05 Gewichtsprozent nicht übersteigen.

6. Kabel nach Anspruch 1, bei dem der Mantel aus einer Legierung (b2) gebildet ist, die sich im wesentlichen aus von 4,2 bis 4,6 Gewichtsprozent Silicium, von 0,10 bis 0,20 Gewichtsprozent Magnesium, maximal 0,05 Gewichtsprozent Chrom, maximal 0,15 Gewichtsprozent Eisen, maximal 0,05 Gewichtsprozent Kohlenstoff und im übrigen Nickel zusammensetzt.

7. Kabel nach Anspruch 1, bei dem der Mantel aus einer Legierung (b3) gebildet ist, die sich im wesentlichen aus 4,4 Gewichtsprozent Silicium, 0,1 Gewichtsprozent Eisen, 0,1 Gewichtsprozent Magnesium, maximal 0,05 Gewichtsprozent Chrom, maximal 0,05 Gewichtsprozent Kohlenstoff und im übrigen Nickel zusammensetzt.

8. Kabel nach Anspruch 1l, bei dem das Kabel ein thermoelektrisches Element einschließt, das aus einer positiven N-Typ-Legierung gebildet ist, und ein thermoelektrisches Element, das aus einer negativen N-Typ- Legierung gebildet ist, und bei dem der Mantel aus einer positiven N-Typ-Legierung gebildet ist.

9. Kabel nach Anspruch 1, bei dem das Kabel ein thermoelektrisches Element einschließt, das aus einer positiven N-Typ-Legierung gebildet ist, und ein thermoelektrisches Element, das aus einer negativen N-Typ- Legierung gebildet ist, und bei dem der Mantel aus einer negativen N-Typ-Legierung gebildet ist.

10. Kabel nach Anspruch 1, bei dem das Kabel lediglich ein thermoelektrisches Element einschließt, wobei das thermoelektrische Element aus einer positiven N-Typ- Legierung und der Mantel aus einer negativen N-Typ- Legierung gebildet sind.

11. Kabel nach Anspruch 1, bei dem das Kabel nur ein thermoelektrisches Element enthält, wobei das thermoelektrische Element aus einer negativen N-Typ-Legierung und der Mantel aus einer positiven N-Typ-Legierung gebildet sind.

12. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Kabel ein thermoelektrisches Element einschließt, das aus einer positiven N-Typ-Legierung gebildet ist, und ein thermoelektrisches Element, das aus einer negativen N-Typ-Legierung gebildet ist.

13. Kabel nach Anspruch 1, bei dem das Kabel nur ein thermoelektrisches Element einschließt, wobei das thermoelektrische Element aus einer positiven N-Typ- Legierung und der Mantel aus einer Legierung gebildet sind, die aus den Legierungen (b), (b1), (b2) und (b3) ausgewählt ist, wobei Legierung (b) von 3,0 bis 5,0 Gewichtsprozent Silicium, von 0,03 bis 0,25 Gewichtsprozent Magnesium und im übrigen Nickel umfaßt mit Verunreinigungsgraden an Chrom, Eisen und Kohlenstoff, die 0,05, 0,15 bzw. 0,05 Gewichtsprozent nicht überschreiten; Legierung (b1) von 4,0 bis 4,8 Gewichtsprozent Silicium, von 0,05 bis 0,20 Gewichtsprozent Magnesium und im übrigen Nickel umfaßt, mit Verunreinigungsgraden an Chrom, Eisen und Kohlenstoff, die 0,05, 0,15 bzw. 0,05 Gewichtsprozent nicht überschreiten; Legierung (b2) von 4,2 bis 4,6 Gewichtsprozent Silicium, von 0,10 bis 0,20 Gewichtsprozent Magnesium, maximal 0,05 Gewichtsprozent Chrom, maximal 0,15 Gewichtsprozent Eisen, maximal 0,05 Gewichtsprozent Kohlenstoff und im übrigen Nickel umfaßt; und Legierung (b3) 4,4 Gewichtsprozent Silicium, 0,1 Gewichtsprozent Eisen, 0,1 Gewichtsprozent Magnesium, maximal 0,05 Gewichtsprozent Chrom, maximal 0,05 Gewichtsprozent Kohlenstoff und im übrigen Nickel umfaßt.

14. Kabel nach Anspruch 1, bei dem das Kabel nur ein thermoelektrisches Element enthält, wobei das thermoelektrische Element aus einer negativen N-Typ-Legierung und der Mantel aus einer aus den Legierungen (a), (a1), (a2) und (a3) ausgewählten Legierung gebildet sind, wobei Legierung (a) von 13,0 bis 15,0 Gewichtsprozent Chrom, von 1,0 bis 2,0 Gewichtsprozent Silicium, von 0,03 bis 0,25 Gewichtsprozent Magnesium und im übrigen Nickel umfaßt, mit Verunreinigungsgraden an Eisen und Kohlenstoff, die 0,15 bzw. 0,05 Gewichtsprozent nicht überschreiten;

Legierung (a1) von 13,9 bis 14,5 Gewichtsprozent Chrom, von 1,3 bis 1,5 Gewichtsprozent Silicium, von 0,05 bis 0,20 Gewichtsprozent Magnesium und im übrigen Nickel umfaßt, mit Verunreinigungsgraden an Eisen und Kohlenstoff, die 0,15 bzw. 0,05 Gewichtsprozent nicht überschreiten;

Legierung (a2) von 14,05 bis 14,35 Gewichtsprozent Chrom, von 1,35 bis 1,45 Gewichtsprozent Silicium, von 0,10 bis 0,20 Gewichtsprozent Magnesium, maximal 0,15 Gewichtsprozent Eisen, maximal 0,05 Gewichtsprozent Kohlenstoff und im übrigen Nickel umfaßt; und

Legierung (a3) 14,2 Gewichtsprozent Chrom, 1,4 Gewichtsprozent Silicium, 0,1 Gewichtsprozent Eisen, 0,03 Gewichtsprozent Magnesium, maximal 0,05 Gewichtsprozent Kohlenstoff und im übrigen Nickel umfaßt.

15. Widerstandsheizkabel, insbesondere brauchbar zum Betrieb bei hohen Temperaturen, das ein Kabel gemäß Anspruch 1 umfaßt, bei dem das oder jedes thermoelektrische Element ein Widerstandsheizelement ist, und der Mantel aus einer Legierung gebildet ist, die aus positiven N-Typ-Legierungen, negativen N-Typ-Legierungen und in den Ansprüchen 13 und 14 definierten Legierungen (a), (a1), (a2), (a3), (b), (b1), (b2) und (b3) ausgewählt ist.

16. Widerstandsheizelement nach Anspruch 15, bei dem die Mantellegierung durch das Hinzufügen einer oder mehrerer Komponenten verstärkt ist, die zum Zwecke der Erhöhung mechanischer Festigkeit dieser Legierungen bei hoher Temperatur bekannt sind.

17. Widerstandsheizelement nach Anspruch 16, bei dem die Komponenten aus Mangan, Eisen, Molybdän, Kobalt, Wolfram und Dispersionen aus Oxyd-Partikeln ausgewählt sind.

18. Wärmedetektor, betreibbar bei Temperaturen oberhalb 1100º C, der ein langgestrecktes, verdichtetes, mineralisch isoliertes, mit integriertem Mantel versehenes Kabel, wie in einem der Ansprüche 1 bis 14 definiert, umfaßt, das in einer Umgebung angeordnet ist, in der lokale Temperaturerhöhungen vorkommen können, welche ein lokales Anwachsen der Leitfähigkeit des isolierenden Materials verursachen, wobei der Detektor Mittel zur Bestimmung des Ortes dieses lokalen Anwachsens der Leitfähigkeit und folglich des Ortes der Temperaturerhöhung einschließt.

19. Staurohr-Temperatursonde, die ein N-Typ-Thermoelement als Temperaturfühler einschließt, wobei das Thermoelement aus einem Kabel, wie in den Ansprüchen 1 bis 14 definiert, hergestellt ist.