DE3916311C2 - Mehrfach-Thermoelementfühler - Google Patents

Mehrfach-Thermoelementfühler

Info

Publication number
DE3916311C2
DE3916311C2 DE3916311A DE3916311A DE3916311C2 DE 3916311 C2 DE3916311 C2 DE 3916311C2 DE 3916311 A DE3916311 A DE 3916311A DE 3916311 A DE3916311 A DE 3916311A DE 3916311 C2 DE3916311 C2 DE 3916311C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sensor according
thermocouples
legs
measuring point
contact points
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE3916311A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3916311A1 (de
Inventor
Thomas Kehl
Gosse Van Der Plaats
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mettler Toledo GmbH Germany
Original Assignee
Mettler Toledo Schweiz GmbH
Mettler Toledo GmbH Switzerland
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mettler Toledo Schweiz GmbH, Mettler Toledo GmbH Switzerland filed Critical Mettler Toledo Schweiz GmbH
Publication of DE3916311A1 publication Critical patent/DE3916311A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3916311C2 publication Critical patent/DE3916311C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K17/00Measuring quantity of heat
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/10Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
    • H10N10/17Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/80Constructional details
    • H10N10/81Structural details of the junction
    • H10N10/817Structural details of the junction the junction being non-separable, e.g. being cemented, sintered or soldered

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mehrfach- Thermoelementfühler mit mindestens zwei Meßstellen zur Ver­ wendung bei der Thermoanalyse, dessen einzelne, in Reihe mit­ einander verbundene Thermoelemente auf einem elektrisch nichtleitenden Material vorliegen und sich mit mindestens im wesentlichen parallel angeordneten Schenkeln halbkreisförmig zwischen Schenkelkontaktstellen erstrecken, welche jeweils um ein Zentrum herum zu einer Messstelle angeordnet sind, wobei jede Messstelle einen elektrischen Anschluss aufweist, sowie auf einen Thermoanaylseofen, der einen Ofenkörper aufweist, der mit einem Deckel verschliessbar und mit einer elektri­ schen Heizeinrichtung beheizbar ist, und in welchem eine Messzelle angeordnet ist, welche den zuvor geschilderten Mehrfach-Thermoelementfühler aufweist.
Bei den bekannten Mehrfach-Thermoelementfühlern und Thermoanalyseöfen der vorgesehenen Art sind die einzelnen Thermoelemente mit ihren Schenkeln und Kontaktstellen mittels der Dünnfilmtechnik, z. B. durch Aufdampfen oder Sputtern im Vakuum, auf ein Trägermaterial aufgebracht. Die Schichtdicke derartig aufgebrachter Thermoelemente beträgt ungefähr 0,5 µm und weniger und je Messstelle liegen 5 Schenkelkontakt­ stellen vor (z. B. Prospekte der Mettler Instrumente AG, CH-8606 Greifensee: "Modulares Thermoanalysen-System TA 2000", Mettler 1.7102.71.A (1973); "Mettler Thermoanalysen-System TA 3000",1986, ME-724073; "Mettler DDK Messzellen", 1988, ME-724135; "Know-How Live Mettler, Thermoanalyse", 1988, ME- 724127). Die aus einem Dünnfilm bestehenden Thermoelement­ fühler besitzen in gewissen Fällen geringe mechanische und che­ mische Widerstandsfestigkeit, die auch durch den Aufbau von sich abwechselnden Elementenschichten und zwischen diesen befindlichen Isolationsschichten aus Dünnfilmen nicht besei­ tigt wird, da die jeweilige Isolationsschicht gleiche Dicke wie die Thermoelementschicht aufweist. Infolge von z. B. Porosi­ tät der Dünnfilme, insbesondere des Isolationsfilmes kann die Thermoelementschicht chemisch angegriffen werden. Bei Einsatz der bekannten Thermoelementfühler in z. B. einer che­ misch agggressiven Atmosphäre, z. B. in einer cyangashaltigen Atmosphäre, ist daher die Beständigkeit der Fühler nicht ge­ währleistet, auch wenn als Elementpaare z. B. Edelmetalle vor­ liegen. Bei diesen bekannten Mehrfach-Thermoelementfühlern ist z. B. bei kleiner Temperaturdifferenz ΔT das Messignal klein, so dass die Messgenauigkeit gering ist. Daher ist die Empfind­ lichkeit dieser bekannten Fühler in einigen Fällen nicht immer ausreichend. Ausserdem ist die Herstellung von Dünnfilmen be­ kanntlich kostspielig.
Auch sind Mehrfach-Thermoelementfühler bekannt, bei denen die Thermoelemente sternförmig angeordnet sind, was jedoch nur eine begrenzte Anzahl von Thermoelementen für eine gewünschte Grösse der Messstelle zulässt (z. B. DE 1,205,598 B; DE 2,233,515 A).
Weitere Thermoelementfühler zur Verwendung bei der Thermo­ analyse mit mittels der Dünnfilmtechnik gebildeten Thermoele­ menten sind aus Eder, F. X., Arbeitsmethoden der Thermodyna­ mik, Band 2, Springer-Verlag 1983, S. 240 und J. Phys. E, 7(1974)5, 355-357 bekannt. Ferner ist es aus der EP 34 538 A2 bekannt, zur Herstellung von thermoelektrischen Generatoren mittels der Dickfilmtechnik hergestellte Thermoelemente zu verwenden. Aus der US 41 10 124 sind auch noch zur Temperatur­ messung einsetzbare Dickfilm-Thermoelemente bekannt. Schließ­ lich wird in der EP 51 266 A2 ein mit Thermoelementen versehe­ ner Thermoanalyseofen angegeben, bei dem jeder Meßstelle ein Thermoelement zur Ermittlung der Temperatur dieser Meßstelle und ein weiteres Thermoelement zur Bestimmung der Differenz zwischen der Temperatur dieser Meßstelle und der Temperatur einer anderen Meßstelle zugeordnet ist.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfin­ dung, einen Mehrfach-Thermoelementfühler der eingangs ge­ nannten Art mit hoher Empfindlichkeit und guter chemischer und mechanischer Beständigkeit und auf preiswerte Weise zu schaffen, der in einem Thermoanalyseofen der eingangs genann­ ten Art verwendet werden kann.
Zur Lösung der Aufgabe ist der Mehrfach-Thermoelement­ fühler der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Thermoelemente mit ihren Schenkeln und Schenkel­ kontaktstellen als Dickfilm vorliegen.
Mit dem Mehrfach-Thermoelementfühler nach der Erfindung kann zu dessen Herstellung die Dickfilmtechnik angewendet wer­ den, die gegenüber der bisher bekannten Dünnfilmtechnik preis­ werter und einfacher durchführbar ist. Durch den Dickfilm sind gegenüber den bisher bekannten Thermoelementfühlern, herge­ stellt mit der Dünnfilmtechnik, die Porosität herabgesetzt und die mechanische Festigkeit erhöht, so dass eine Widerstands­ festigkeit erreicht ist, die einen erweiterten praktischen Einsatz der Mehrfach-Thermoelementfühler nach der Erfindung und damit auf dem Gebiet der Thermoanalyse zulässt. Durch die als Dickfilm vorliegenden einzelnen Thermoelemente wird auch bei einer kleinen Temperaturdifferenz ΔT das Messignal gross, weil eine Vielzahl von Thermoelementen und damit Schenkelkon­ taktstellen angeordnet werden kann. Es wird nicht nur die Messgenauigkeit vergrössert, sondern auch die Empfind­ lichkeit des Thermoelementfühlers bedeutend verbessert. Der Fühler nach der Erfindung weist eine Empfindlichkeit auf, die mindestens doppelt so hoch ist wie diejenige der bis­ her bekannten Mehrfach-Thermoelementfühler.
Zur weiteren Lösung der Aufgabe enthält der Thermo­ analyseofen der eingangs genannten Art in seiner Messzelle erfindungsgemäss den Mehrfach-Thermoelementfühler, bei wel­ chem die einzelnen Thermoelemente mit ihren Schenkeln und Schenkelkontaktstellen als Dickfilm vorliegen. Die zuvor geschilderten Vorteile des Mehrfach-Thermoelementfühlers nach der Erfindung werden daher auch für den Thermoanalyse­ ofen erreicht.
Vorteilhafte Ausführungsformen des Mehrfach-Thermo­ elementfühlers bzw. des Thermoanalyseofens nach der Erfin­ dung können mit den Massnahmen der Ansprüche 3 bis 15 er­ reicht werden. In vorteilhafter Weise beträgt z. B. die Dicke der Thermoelemente 5-15 µm, vorzugsweise 10 pro. Es können mindestens 10, vorzugsweise 10 bis 60 Thermoelemente je Messstelle, d. h. vorzugsweise mindestens die doppelte An­ zahl wie bei den bisher bekannten Thermoelementfühlern vor­ liegen. Die Schenkelkontaktstellen sind vorzugsweise um das Zentrum herum kreisförmig angeordnet; sie können aber auch in einer anderen geometrischen Anordnung um das Zentrum herum vorliegen. Bei z. B. kreisförmiger Anordnung der Schen­ kelkontaktstellen auf einem Kreis mit einem Durchmesser von 5 mm können 20 Schenkelkontaktstellen je Messstelle, d. h. 1 Schenkelkontaktstelle je mm2, angeordnet werden. Die Thermoelementschenkel beschreiben Halbkreise, z. B. polygon­ förmige oder kreisrunde Halbkreise, die mit ihrer Basis ge­ geneinander gelegt sind.
Die einzelnen Thermoelemente können elektrisch vonein­ ander isoliert parallel nebeneinander oder übereinander ange­ ordnet sein und sind nach aussen vorzugsweise von einer elek­ trisch isolierenden Schicht bedeckt. In einer Ausführungsform können abwechselnd Thermoelement- und elektrische Isolations­ schichten übereinanderliegen. Die elektrischen Isolations­ schichten weisen vorzugsweise die gleichen Dicken auf wie die Thermoelementschichten. Infolge der vorzugsweise gleichen Dicken von Thermoelementschicht und Isolationsschicht ist z. B. die Porosität auch der Isolationsschicht vermindert und damit die mechanische und auch die chemische Widerstandsfestigkeit des Mehrfach-Thermoelementfühlers nach der Erfindung erhöht.
Die vorzugsweise ebenfalls als Dickfilm vorliegenden elektrischen Isolationsschichten können ein keramisches Mate­ rial enthalten. Ein derartiges Material wird im Handel angeboten.
Die Thermoelemente enthalten vorzugsweise ein Edel­ metall, vorzugsweise Gold-Gold/Platin, Gold-Gold/­ Palladium, Gold/Palladium-Platin/Palladium, Silber- Silber/Palladium oder Silber-Platin. Es können aber auch andere Elementzusammensetzungen vorliegen, in denen mindes­ tens ein Edelmetall enthalten ist.
Die Metalle bzw. die Metallpaare der Thermoelemente können z. B. als Dickfilmpasten aufgebracht werden. Dickfilm­ pasten für z. B. Gold-Gold/Platin (Au-Au/Pt) sind im Handel erhältlich.
Das elektrisch nichtleitende Material kann dasjenige eines Trägers, z. B. einer Tragplatte für die Thermoelemente, oder auf einem Träger aufgebracht sein, der aus einem Metall, z. B. Stahl, oder einem Nichtmetall hergestellt sein kann. Ein Trägermaterial auf der Grundlage von Metall mit einer Iso­ lierschicht ist kommerziell erhältlich. Das elektrisch nichtleitende Material bzw. das Nichtmetall kann Keramik, Aluminiumoxyd, Glaskeramik, Pyrex oder dergleichen sein.
In weiteren Ausführungsformen der Erfindung kann die Tragplatte für den Mehrfach-Thermoelementfühler rund, z. B. kreisrund oder oval, oder vieleckig, z. B. rechteckig, ausgebildet sein. Die Herstellung der Thermoelemente kann nach bekannten Verfahren zur Herstellung von Dickfilmen er­ folgen, d. h. sie können z. B. pastenförmig, durch Siebdruck­ verfahren oder dergleichen aufgebracht sein. Derartige Verfahren sind preislich günstiger, z. B. preislich zehnmal günstiger als die Herstellungsverfahren für einen Dünnfilm. Der Mehrfach-Thermoelementfühler nach der Erfindung kann sowohl für dynamische Differenzkalorimetrie, abgekürzt DDK oder englische Abkürzung DSC, als auch für Differenz­ thermoanalysen, abgekürzt DTA, verwendet werden.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung in Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Mehrfach-Thermoelementfühler in sche­ matischer Darstellung in einer Draufsicht;
Fig. 2 einen anderen Mehrfach-Thermoelementfühler in schematischer Darstellung in einer Draufsicht;
Fig. 3 den Mehrfach-Thermoelementfühler der Fig. 2 im Schnitt entlang der Linie III-III der­ selben in schematischer Darstellung;
Fig. 4 eine andere Ausführungsform des Thermoele­ mentfühlers der Fig. 3 in schematischer Darstellung im Schnitt und
Fig. 5 einen Thermoanalyseofen in schematischer Darstellung in einer Ansicht.
Bei dem Mehrfach-Thermoelementfühler nach Fig. 1 sind auf einer kreisförmigen Tragplatte 1 mehrere, d. h. 40 einzelne Thermoelemente 2 und 3 mit Thermoelementschen­ keln 4 bzw. 5 angeordnet, die an Schenkelkontaktstellen 6 miteinander verbunden und in Reihe geschaltet sind, so dass eine Thermosäule aus einer Vielzahl von hintereinander ge­ schalteten Thermoelementen 2 und 3 vorliegt. Die Tragplatte 1 besteht aus einem elektrisch nichtleitenden Material. Die Thermoelemente 2 und 3 enthalten jeweils mindestens ein Edelmetall, wobei das jeweilige Thermoelementpaar 2, 3 z. B. aus Metallpaaren bestehen kann, wie sie oben bereits be­ schrieben wurden. Die Schenkel 4 und 5 der Thermoelemente 2 und 3 sind in einer Ebene gesehen im wesentlichen parallel zwischen den Schenkelkontaktstellen 6 angeordnet und be­ schreiben jeweils einen Halbkreis 7 und 8 bzw. 9 und 10, die mit ihrer jeweiligen Basis B aneinandergrenzen. Zur besseren Anschauung sind in Fig. 1 die Thermoelemente 3 gegenüber den Thermoelementen 2 gestrichelt eingetragen. Die Thermo­ elemente 2 und 3 mit ihren Schenkeln 4 bzw. 5 und den Schenkelkontaktstellen 6 sind als Dickfilm aufgebracht. Auf diese Weise kann eine Vielzahl von 40 einzelnen Ther­ moelementen angeordnet werden.
Die Schenkelkontaktstellen 6 sind jeweils kreis­ förmig um ein Zentrum A angeordnet und ergeben jeweils mit ihrer dadurch gebildeten Oeffnung 11 bzw. 12 eine Messstelle 13 bzw. 14. Jede Messstelle 14 besitzt an dem einen Ende der Thermosäule einen elektrischen Anschluss 15 bzw. 16, der an den jeweiligen Eingang eines Messge­ rätes angeschlossen werden kann. An den Messstellen 13 und 14 können z. B. kleine Tiegel eingesetzt werden, für die dann jeweils die Vielzahl von einzelnen Schenkelkon­ taktstellen 6 vorliegt. In die Tiegel kann eine jeweilige Substanz eingebracht und eine entsprechende Thermoanalyse vorgenommen werden. Die Messstelle 13 kann dabei z. B. als Referenzmessstelle und die Messstelle 14 als die Proben­ messstelle benutzt werden.
Wie die Fig. 1 weiterhin zeigt, beschreiben die Schenkel 4 bzw. 5 polygonförmige Halbkreise. Die Schenkel können aber auch als kreisrunde Halbkreise zwischen ihren Schenkelkontaktstellen angeordnet sein (nicht gezeigt). Die Thermoelemente 2 und 3 sind mit ihren Schenkeln 4 bzw. 5 in einem ausreichenden Abstand voneinander angeordnet, so dass sie parallel nebeneinander isoliert vorliegen können. Die einzelnen Thermoelemente 2 und 3 können eine Breite C von 50 µm bis 250 µm, vorzugsweise 150 µm, auf­ weisen und mit einem Abstand D voneinander vorliegen, welcher der Elementbreite C entsprechen kann, z. B. mit einem Abstand D von 50 µm bis 250 µm entsprechend der Breite C. Auf ihrer in Fig. 1 gezeigten Aussen- oder Ober­ seite sind die Thermoelemente vorzugsweise durch eine z. B. durchsichtige elektrisch isolierende Schicht abgedeckt (nicht gezeigt), die sich über die gesamte Oberseite des Thermoelementfühlers erstrecken kann.
Durch die dichte Anordnung von einer Vielzahl von Thermoelementen, die als Dickfilm aufgebracht sind, liegen an der jeweiligen Messstelle 13 bzw. 14 in einem Kreis mit einem Durchmesser E von 5 mm 20 Schenkelkontaktstellen 6 vor. Für einen an der jeweiligen Messstelle 13 bzw. 14 wie oben beschrieben eingesetzten Tiegel liegen damit 20 Kontaktstellen 6 vor, was bisher mit den bekannten Mehr­ fach-Thermoelementfühlern für die Thermoanalyse nicht er­ reicht werden konnte. Dadurch erfolgt z. B. eine bessere Ausnutzung der jeweiligen Messstelle und es wird nicht nur die Messgenauigkeit, sondern auch die Empfindlichkeit we­ sentlich verbessert, wie es oben bereits beschrieben wurde.
In der Ausführungsform des Mehrfach-Thermoelement­ fühlers nach Fig. 2 liegt eine kreisrunde Tragplatte 20 vor, auf welcher mehrere, d. h. 20 einzelne Thermoelemente 21 und 22 wiederum mit Schenkeln 23 bzw. 24 aufgebracht sind, die an Schenkelkontaktstellen 25 miteinander ver­ bunden und in Reihe geschaltet sind, so dass wiederum eine Thermosäule aus einer Vielzahl einzelner Thermoele­ mente gebildet ist. Die Thermoelemente 21 und 22 sind, wie auch Fig. 3 weiterhin zeigt, parallel übereinander ange­ ordnet, so dass in Fig. 2 nur die oberen Thermoelemente 21 ersichtlich sind. Die Schenkel 23 der Thermoelemente 21 und auch die Schenkel 24 der Thermoelemente 22 sind zwi­ schen den Schenkelkontaktstellen 25 wiederum jeweils halb­ kreisförmig, d. h. in Halbkreisen 23 und 24 angeordnet, die mit ihrer Basis F gegeneinanderliegen und in Form eines Teilpolygons aufgebracht sind.
Die Schenkelkontaktstellen 25 sind wiederum um ein jeweiliges Zentrum G herum kreisförmig angeordnet, so dass durch die dabei gebildete Oeffnung 28 bzw. 29 jeweils eine Messstelle 30 bzw. 31 gebildet ist. Jede Messstelle 30 und 31 besitzt jeweils einen elektrischen Anschluss 32 bzw. 33. Zu den übrigen einzelnen Elementen und er­ reichten Vorteilen wird auf die obige Beschreibung, ins­ besondere der Ausführungsform nach Fig. 1 verwiesen.
Wie Fig. 3 weiterhin zeigt, sind die Thermoele­ mente 22 unmittelbar auf der Tragplatte 20 als Dickfilm, vorzugsweise mit einer Dicke H von 10 µm, aufgebracht. Auf dem jeweiligen Schenkel 24 des Thermoelementes 22 liegt eine elektrisch isolierende Schicht 34, die sich über den grösseren Teil der Oberseite 35 der Dickfilmschicht des Schenkels 24 erstreckt. Das zum Zentrum G gerichtete freie Ende des Schenkels 24 besitzt eine nach oben ge­ richtete Verdickung 24a, deren Oberseite 36 frei von der Isolationsschicht 34 ist. Auf die Isolationsschicht 34 und die von derselben freie Oberseite 36 der Verdickung 24a des Schenkels 24 des Thermoelementes 22 ist eine Dickfilm­ schicht des Schenkels 23 des Thermoelementes 21 aufgebracht, welche wiederum die Dicke H von 10 µm aufweist. Da die freie metallische Oberseite 36 der Verdickung 24a des Ther­ moelementes 22 in unmittelbarem elektrischen Kontakt mit dem Thermoelement 21 steht, ist somit die Schenkelkontakt­ stelle 25 gebildet. Ueber die Thermoelemente 21 und den übrigen Teil des Mehrfach-Thermoelementfühlers ist dann wiederum eine elektrisch isolierende Schicht 37 gelegt, da­ mit die. Thermoelemente geschützt sind und ein Kurzschluss durch unmittelbare Berührung eines Tiegels mit den Schen­ kelkontaktstellen 25 vermieden wird. Die Dickfilmschicht des Thermoelementes 21 besitzt an ihrem freien, dem Zen­ trum G zugewandten Ende, wiederum eine nach oben gerich­ tete Verdickung 23a, so dass eine Auflagestelle ausgebil­ det ist, durch welche die Kontaktstellen 25 besser an ei­ nen in die Oeffnung 28 eingesetzten Tiegel 38 (nur teilweise gezeigt) herangeführt werden. Die Isolationsschich­ ten 34 und 37 weisen eine Dicke K auf, die gleich oder im wesentlichen gleich der Dicke H der Thermoelemente 21 und 22 ist. Die Verdickungen 23a und 24a besitzen von der Oberseite der Schenkel weg eine Höhe L, die der Höhe H (Schenkelhöhe) der Thermoelemente 21 bzw. 22 entspricht.
In der Ausführungsform des Mehrfach-Thermoelement­ fühlers nach Fig. 4, in welcher mit der Ausführungsform nach Fig. 3 gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen haben, erstreckt sich ein Tiegel 39 mit seinem Boden 39a über die Oeffnung 29 der Messstelle 31 hinaus und sitzt daher über den Verdickungen 23a. Hierdurch ist wiederum eine Auflage­ stelle des Tiegels 39 bezüglich der Schenkelkontaktstellen 25 gesichert.
Die Fig. 5 zeigt einen Thermoanalyseofen 40 mit ei­ nem Ofenkörper 41, der mit einem Deckel 42 verschliessbar ist. Der Ofenkörper 41 besitzt eine elektrische Heizein­ richtung 43 mit elektrischen Anschlüssen 44 zur Beheizung des Thermoanalyseofens 40. Im Ofenkörper 41 ist auf einem Gestell 45 eine Messzelle 46 angeordnet, welche einen Mehrfach-Thermoelementfühler 47 nach der Erfindung z. B. in einer Ausführungsform enthält, wie sie vorstehend in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis 4 beschrieben wurde. Der Thermoanalyseofen 40 enthält somit eine Mess­ zelle mit einem Mehrfach-Thermoelementfühler, bei welchem die einzelnen Thermoelemente mit ihren Schenkeln und Schen­ kelkontaktstellen als Dickfilm vorliegen. Der Mehrfach- Thermoelementfühler 47 besitzt Messstellen 48 und 49, wo­ bei z. B. ein Probentiegel 50 in die Messstelle 48 und ein Referenztiegel 51 in die Messstelle 49 eingesetzt ist. Zur Ausbildung des Mehrfach-Thermoelementfühlers wird dabei auf die vorstehende Beschreibung verwiesen.
Ein in dem Probentiegel 50 befindliches Material kann gegenüber dem Material im Referenztiegel 51 einer Thermoanalyse unterworfen werden.
Der Thermoanalyseofen besitzt eine Oeffnung 52, durch welche z. B. ein Spülgas geleitet werden kann, das durch eine Oeffnung 53 von annähernd 1 mm Durchmesser im Deckel 42 wieder austreten kann. Der Mehrfach-Thermoele­ mentfühler 47 ist mit seinen elektrischen Anschlüssen (nicht gezeigt) über elektrische Leitungen 54 an z. B. ein Messgerät (nicht gezeigt) anschliessbar. Die elektrischen Leitungen 54 sind vom Mehrfach-Thermoelementfühler 47 weg durch ein Rohr 55 geführt, das sich durch einen Kanal 56 im Sockel 45 und eine Oeffnung 57 im Ofenkörper 41 nach aussen erstreckt. Weiterhin ist der Ofenkörper 41 mit einem Temperaturmessfühler 58 mit elektrischen Anschlüssen 59 ausgerüstet, mit welchem die Heiztemperatur des Ofens 40 gemessen und geregelt werden kann.

Claims (15)

1. Mehrfach-Thermoelementfühler mit mindestens zwei Meßstellen zur Verwendung bei der Thermoanalyse, dessen einzelne, in Reihe miteinander verbundene Thermoele­ mente auf einem elektrisch nichtleitenden Material vorliegen und sich mit mindestens im wesentlichen parallel angeordneten Schenkeln halbkreisförmig zwischen Schenkelkon­ taktstellen erstrecken, welche jeweils um ein Zentrum herum zu einer Meßstelle angeord­ net sind, wobei jede Meßstelle einen elektrischen Anschluß aufweist und die einzelnen Thermoelemente mit ihren Schenkeln und Schenkelkontaktstellen als Dickfilm vorliegen.
2. Mehrfach-Thermoelementfühler mit mindestens zwei Meßstellen in einem Thermo­ analyseofen, der einen Ofenkörper aufweist, der mit einem Deckel verschließbar und mit einer elektrischen Heizeinrichtung beheizbar ist, und in welchem eine Meßzelle angeord­ net ist, welche den Mehrfach-Thermoelementfühler für eine Thermoanalyse besitzt, des­ sen einzelne, in Reihe miteinander verbundene Thermoelemente auf einem elektrisch nichtleitenden Material vorliegen und sich mit mindestens im wesentlichen parallel ange­ ordneten Schenkeln halbkreisförmig zwischen Schenkelkontaktstellen erstrecken, welche jeweils um ein Zentrum herum zu einer Meßstelle angeordnet sind, wobei jede Meßstelle einen elektrischen Anschluß aufweist und die einzelnen Thermoelemente mit ihren Schen­ keln und Schenkelkontaktstellen als Dickfilm vorliegen.
3. Fühler nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ther­ moelemente mit einer Dicke von 5-15 µm, vorzugsweise 10 µm vorliegen.
4. Fühler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkelkontaktstellen um das Zentrum herum kreisförmig angeordnet sind.
5. Fühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß je Meßstelle 10 Schenkelkontaktstellen auf einem Kreis mit einem Durchmesser von 5 mm vorliegen.
6. Fühler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß 10 bis 60 Schenkelkontaktstellen je Meßstelle vorliegen.
7. Fühler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel Halbkreise beschreiben, die mit ihrer Basis gegeneinandergelegt sind.
8. Fühler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel polygonförmige Halbkreise beschreiben, die mit ihrer Basis aneinandergelegt sind.
9. Fühler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einzel­ nen Thermoelemente elektrisch voneinander isoliert parallel nebeneinander vorliegen.
10. Fühler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einze­ lene Thermoelemente elektrisch voneinander isoliert parallel übereinander vorliegen.
11. Fühler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ther­ moelemente mindestens ein Edelmetall, vorzugsweise Gold-Gold/Platin, Gold- Gold/Palladium, Gold/Palladium-Platin/Palladium, Silber-Silber/Palladium oder Silber- Platin aufweisen.
12. Fühler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das elek­ trisch nichtleitende Material Träger des Fühlers ist.
13. Fühler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das elek­ trisch nichtleitende Material ein Nichtmetall, z. B. Keramik, Aluminiumoxyd, Glaskeramik, Pyrex oder dergleichen ist.
14. Fühler nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ther­ moelemente auf einer Tragplatte vorliegen.
15. Fühler nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ther­ moelemente an ihrer freien Oberseite mit einer elektrisch nichtleitenden Schicht bedeckt sind.
DE3916311A 1989-04-24 1989-05-19 Mehrfach-Thermoelementfühler Expired - Fee Related DE3916311C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH1548/89A CH678579A5 (de) 1989-04-24 1989-04-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3916311A1 DE3916311A1 (de) 1990-10-25
DE3916311C2 true DE3916311C2 (de) 2002-02-07

Family

ID=4212990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3916311A Expired - Fee Related DE3916311C2 (de) 1989-04-24 1989-05-19 Mehrfach-Thermoelementfühler

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5033866A (de)
CH (1) CH678579A5 (de)
DE (1) DE3916311C2 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006005596A1 (de) * 2006-02-06 2007-08-09 O-Flexx Technologies Gmbh Thermoelektrisches Element sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE102006031164A1 (de) * 2006-07-04 2008-01-10 O-Flexx Technologies Gmbh Thermoelektrisches Dünnschichtelement sowie Verfahren zu dessen Herstellung
EP2921833A1 (de) 2014-03-18 2015-09-23 Mettler-Toledo AG Thermoanalytischer Sensor und Verfahren zu dessen Herstellung

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4129978A1 (de) * 1991-09-10 1993-03-11 Ver Foerderung Inst Kunststoff Verfahren zur bestimmung thermischer stoffwerte von kunststoffen bei hohen abkuehlgeschwindigkeiten
US5411600A (en) * 1992-06-03 1995-05-02 Eastman Kodak Company Ultrathin film thermocouples and method of manufacture
US5288147A (en) * 1992-11-09 1994-02-22 Ta Instruments, Inc. Thermopile differential thermal analysis sensor
US5281025A (en) * 1993-01-14 1994-01-25 International Business Machines Corp. Temperature sensing device for dynamically measuring temperature fluctuation in a tip of a bonding device
KR0133476B1 (ko) * 1994-03-18 1998-04-23 구자홍 마이크로 웨이브 오븐
TW473518B (en) 1995-07-28 2002-01-21 Ciba Sc Holding Ag Soluble chromophores containing solubilising groups which can be easily removed
JPH09186368A (ja) * 1995-10-31 1997-07-15 Technova:Kk 厚膜熱電素子
US5711607A (en) * 1995-12-04 1998-01-27 Argonaut Technologies, Inc. Temperature measurement technique with automatic verification of contact between probe and object
JP2002181751A (ja) * 2000-12-13 2002-06-26 Seiko Instruments Inc 示差走査熱量計
US6037645A (en) * 1998-01-27 2000-03-14 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Commerce Temperature calibration wafer for rapid thermal processing using thin-film thermocouples
DE69811890T2 (de) * 1998-10-01 2003-11-06 Mettler-Toledo Gmbh, Greifensee Einzellenkalorimeter
US6431747B1 (en) 2000-03-23 2002-08-13 Ta Instruments, Inc. Heat flux differential scanning calorimeter sensor
US6428203B1 (en) 2000-03-23 2002-08-06 Ta Instruments, Inc. Power compensation differential scanning calorimeter
US6488406B2 (en) 2000-03-23 2002-12-03 Ta Instruments-Waters, Llc Differential scanning calorimeter
US6561692B2 (en) 2000-03-23 2003-05-13 Ta Instruments-Waters Llc Differential scanning calorimeter
US6641300B1 (en) 2001-01-29 2003-11-04 Waters Investment, Ltd. Differential scanning calorimeter
US6648504B2 (en) 2002-03-01 2003-11-18 Waters Investment Limited System and method for calibrating contact thermal resistances in differential scanning calorimeters
DE10227182B4 (de) * 2002-06-18 2013-01-31 Mettler-Toledo Ag Probenhalter für die Differenz-Thermoanalyse
EP1528392B1 (de) * 2003-10-28 2007-08-29 Mettler-Toledo AG Thermoanalytischer Sensor und Verfahren zu dessen Herstellung
EP1717566A1 (de) * 2005-04-25 2006-11-02 Mettler-Toledo AG Thermoanalytischer Sensor
US7470057B2 (en) 2006-08-24 2008-12-30 Waters Investments Limited Differential scanning calorimeter sensor and method
JP2008089474A (ja) * 2006-10-03 2008-04-17 Rigaku Corp 熱分析装置のセンサユニットおよびその製造方法
JP2012524262A (ja) * 2009-04-15 2012-10-11 アリザント ヘルスケア インク. 深部組織用温度プローブ構造体
WO2010120360A1 (en) * 2009-04-15 2010-10-21 Arizant Healthcare Inc. Deep tissue temperature probe constructions
WO2011003432A1 (de) * 2009-07-10 2011-01-13 Stockert Ruediger Temperaturfühler zur messung an oder in einem lebenden körper
US8226294B2 (en) * 2009-08-31 2012-07-24 Arizant Healthcare Inc. Flexible deep tissue temperature measurement devices
US8292502B2 (en) 2010-04-07 2012-10-23 Arizant Healthcare Inc. Constructions for zero-heat-flux, deep tissue temperature measurement devices
US8292495B2 (en) 2010-04-07 2012-10-23 Arizant Healthcare Inc. Zero-heat-flux, deep tissue temperature measurement devices with thermal sensor calibration
CN102947683B (zh) * 2010-04-26 2016-04-06 Hme有限公司 多层薄膜热电堆及采用该多层薄膜热电堆的辐射温度计、多层薄膜热电堆的制造方法
WO2012073235A1 (en) * 2010-11-29 2012-06-07 Ophir Optronics Ltd. Fast response thermopile power sensor
US9354122B2 (en) 2011-05-10 2016-05-31 3M Innovative Properties Company Zero-heat-flux, deep tissue temperature measurement system
JP6182662B2 (ja) 2013-03-22 2017-08-16 ウオーターズ・テクノロジーズ・コーポレイシヨン 熱電対列示差走査熱量計センサ
US10006815B2 (en) * 2013-08-21 2018-06-26 Stoneridge Control Devices, Inc. Thermocouple with local cold junction measurement
US10018363B1 (en) * 2016-12-23 2018-07-10 Jade Range LLC Hearth oven
AT520418B1 (de) * 2017-09-08 2022-03-15 Avl List Gmbh Thermoelektrischer Generator mit Heuslerscher Legierung
CN110306162A (zh) * 2019-07-04 2019-10-08 重庆斯太宝科技有限公司 一种热电堆热流传感器及其制作工艺

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2233515A1 (de) * 1971-07-09 1973-01-25 Best Products Ltd Mehrfach-thermoelemente und verfahren zu ihrer herstellung
US4110124A (en) * 1975-09-22 1978-08-29 Engelhard Minerals & Chemicals Corporation Thick film thermocouples
FR2401525A1 (fr) * 1977-06-10 1979-03-23 Alsthom Atlantique Dispositif thermoelectrique
EP0034538A2 (de) * 1980-02-15 1981-08-26 Kenneth T. Wilson Thermoelektrische Generatorvorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
EP0051266A2 (de) * 1980-11-03 1982-05-12 E.I. Du Pont De Nemours And Company Verfahren und Vorrichtung zur kalorimetrischen Differentialthermoanalyse
US4456919A (en) * 1980-12-30 1984-06-26 Horiba, Ltd. Thermopile type detector with temperature sensor for cold junction

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH337888A (fr) * 1957-06-21 1959-04-30 Michel Jean Procédé de fabrication d'un dispositif thermoélectrique
US3298220A (en) * 1964-05-15 1967-01-17 Tracor Thermocouple for dta
US4095453A (en) * 1977-02-25 1978-06-20 E. I. Du Pont De Nemours And Company Differential thermal analysis cell
US4111717A (en) * 1977-06-29 1978-09-05 Leeds & Northrup Company Small-size high-performance radiation thermopile
US4363927A (en) * 1980-02-15 1982-12-14 Wilson Kenneth T Thermoelectric generator panel and heater device therefor
JPS5852529A (ja) * 1981-09-23 1983-03-28 Horiba Ltd サ−モパイルの温度補償方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2233515A1 (de) * 1971-07-09 1973-01-25 Best Products Ltd Mehrfach-thermoelemente und verfahren zu ihrer herstellung
US4110124A (en) * 1975-09-22 1978-08-29 Engelhard Minerals & Chemicals Corporation Thick film thermocouples
FR2401525A1 (fr) * 1977-06-10 1979-03-23 Alsthom Atlantique Dispositif thermoelectrique
EP0034538A2 (de) * 1980-02-15 1981-08-26 Kenneth T. Wilson Thermoelektrische Generatorvorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
EP0051266A2 (de) * 1980-11-03 1982-05-12 E.I. Du Pont De Nemours And Company Verfahren und Vorrichtung zur kalorimetrischen Differentialthermoanalyse
US4456919A (en) * 1980-12-30 1984-06-26 Horiba, Ltd. Thermopile type detector with temperature sensor for cold junction

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
- GB-Z: AUDIERE, J. *
CARABALLES, J. *
de CREMOUX, B.: Thin film micro-differential thermal analysis. In: Journal of Physics E., Vol.7, No.5, p.355-7, May 1974 *
DE-Buch: EDER, Franz X.: Arbeitsmethoden der Thermodynamik, Bd.II, Thermische und kalorische Stoffeigenschaften. Springer-Verlag, Berlin- Heidelberg-New York 1983, S.240 *
MAZIERES, C. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006005596A1 (de) * 2006-02-06 2007-08-09 O-Flexx Technologies Gmbh Thermoelektrisches Element sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE102006005596B4 (de) * 2006-02-06 2008-07-03 O-Flexx Technologies Gmbh Thermoelektrisches Element, Anordnung mit mehreren thermoelektrischen Elementen sowie Verfahren zur Herstellung eines thermoelektrischen Elements
DE102006031164A1 (de) * 2006-07-04 2008-01-10 O-Flexx Technologies Gmbh Thermoelektrisches Dünnschichtelement sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE102006031164B4 (de) * 2006-07-04 2008-07-31 O-Flexx Technologies Gmbh Thermoelektrisches Dünnschichtelement sowie Verfahren zu dessen Herstellung
EP2921833A1 (de) 2014-03-18 2015-09-23 Mettler-Toledo AG Thermoanalytischer Sensor und Verfahren zu dessen Herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
CH678579A5 (de) 1991-09-30
DE3916311A1 (de) 1990-10-25
US5033866A (en) 1991-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3916311C2 (de) Mehrfach-Thermoelementfühler
EP0064970B1 (de) Medizinische Sonde
EP3155871B1 (de) Planares heizelement mit einer ptc-widerstandsstruktur
DE3529489C2 (de)
DE2826515C2 (de)
DE2527505B2 (de) Thermischer Strömungsmeßumformer
EP2921833B1 (de) Thermoanalytischer Sensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE68926628T2 (de) Gerät zur Beobachtung supraleitender Eigenschaften in einen Supraleiter
DE112005002501T5 (de) Pirani-Vakuummessvorrichtung
DE2148260C3 (de) Selektive Wasserstoffionen-Elektrode sowie Wasserstoffionen-Sensor
DE3539402C2 (de)
DE19611964A1 (de) Gasmeßfühler
DE2029065A1 (de) Elektrisches Widerstandsthermometer
DE19953161A1 (de) NTC-Thermistoren und NTC-Thermistorchips
DE3887027T2 (de) Sensor zur Messung durch elektrische Beheizung.
EP0111361B1 (de) Symmetrischer Temperatursensor
DE4430662A1 (de) Iridiumoxidelektrode zur Messung des pH-Wertes und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102021213046B3 (de) Sensor, Sensorsystem und Verfahren zur Erfassung thermodynamischer Kenngrößen einer Probe sowie die Verwendung des Sensors oder Sensorsystems
DE3416945A1 (de) Feuchtigkeitssensor und verfahren zu seiner herstellung
DE1943748A1 (de) Heiz- und Temperaturmessgeraet
DE1648227C3 (de) Wärmestrahlungsdetektor
DE3822164A1 (de) Waermestromsensor
DE1698096A1 (de) Feuchtigkeitsmesselement sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE3711071A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur messung des ozongehaltes in gas und wasser
DE3028535A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur messung des uebergangswiderstandes galvanischer oberflaechenschichten

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8110 Request for examination paragraph 44
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: METTLER-TOLEDO GMBH, GREIFENSEE, CH

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: METTLER-TOLEDO AG, GREIFENSEE, CH

8339 Ceased/non-payment of the annual fee