DE489132C

DE489132C - Thermoelement mit pulverfoermigen Komponentenmaterialien

Info

Publication number: DE489132C
Application number: DEB141344D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1928-04-18
Filing date: 1929-01-10
Publication date: 1930-01-15

Description

Thermoelement mit pulverförmigen Komponentenmaterialien In dem Hauptpatent 479 923 ist unter Schutz gestellt, bei Thermoelementen mit pulverförmigen Komponentenmaterialien die Komponenten in einem evakuierten Gefäß unterzubringen, so daß das die Zwischenräume der Pulverteilchen erfüllende Gas unter einem geringeren Druck als den Atmosphärendruck steht. Hierdurch wird der Wirkungsgrad und damit auch die Empfindlichkeit des Thermoelementes erheblich verbessert, wie in dem Hauptpatent ausführlich dargelegt ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind nun verschiedene Konstruktionen, welche eine besonders zweckmäßige Ausführung des dem Hauptpatent zugrunde liegenden Erfindungsgedankens darstellen.
Bei dem in Abb. = dargestellten Ausführungsbeispiel sind in einer Glasröhre i eine Reihe von Schichten aus Kupfersulfidpulver und Kupferpulver abwechselnd aufeinander aufgeschichtet. Das Kupfersulfidpulver ist mit 28 und das Kupferpulver mit 42 bezeichnet. An Stelle der beiden genannten Metalle können jedoch auch andere geeignete Metallpulver treten. Die beiden Pulverschichten sind durch eine Schicht 27 aus Isoliermaterial getrennt, die zweckmäßig ebenfalls pulverförmig ist. Die Verbindung zwischen zwei Metallpulvergruppen erfolgt durch die Leitung 30. Diese können entweder aus einem metallischen, z. B. auf galvanischem Wege her gestellten Niederschlag an der Röhrenwandung i oder aus einem besonderen Metallstück bestehen. Die Leitungen 30 sind abwechselnd an den Heiß-und Kaltlötstellen angeordnet.
Der durch die Metall- und Isolierpulverschichten gebildete Schichtkörper endet an seinem oberen Ende mit einer Isolierpulverschicht 36 und wird durch eine Platte 35 aus festem, aber porösem Isoliermaterial abgeschlossen. Am unteren Ende des Körpers befindet sich eine ähnliche Platte 26 aus festem, aber porösem Isoliermaterial. Die beiden mit 32 und 25 bezeichneten Leitungen des Thermoelementes sind mit ihren Enden an Haken 24 bzw. 34 eines Leitungsdrahtes 22 befestigt, das an der Stelle 23 durch die Glasröhre = hindurchgeführt und mit dieser verschmolzen ist. Um die Leitung 25 bzw. 32 leichter aus den Metallpulverschichten herausführen zu können, istbeiderletzten Metall-und Isoliermaterialpulvergruppe kein metallischer Niederschlag 30 zur Verbindung vorgesehen, sondern ein Metallstück 29. Dieses ist nur am unteren Ende des Schichtkörpers eingezeichnet, es kann aber auch am oberen Ende vorhanden sein.
Um dem durch die Pulverschichten gebildeten Körper der Röhre Halt zu verleihen, besitzt die Röhre eine Schulter 2, gegen welche der ganze Pulverkörper durch eine aus Stahl oder einem anderen elastischen Metall bestehende Feder 4 gepreßt wird unter Zwischenfügung einer Asbestschicht 31. Die Feder 4 selbst ist durch eine Ausbuchtung 3 der Röhre i gehalten und besitzt eine Öffnung 5, durch welche die Leitung 25 geführt ist.
Das Thermoelement wird mittels einer Heizspirale 15 geheizt. Diese ist im Innern eines Porzellanrohres 43 untergebracht, -das durch den ganzen Schichtkörper geführt ist. Die Verbindung des Heizdrahtes 15 mit der Leitung 9 erfolgt mittels einer Metallplatte 16, die durch eine Öffnung 21 eines aus den beiden Teilen 17 und 18 bestehenden Isolators geführt ist- Der zweiteilige Isolator wird durch eine Metallhülse i9 zusammengehalten, die eine Durchtrittsöffnung 2o für die Zuleitung 9 aufweist.- An seinem oberen Ende ist der Heizdraht 15 in genau der gleichen Weise an die Leitung 14 angeschlossen. Die beiden Leitungen 9 und 14 sind mittels Haken mit den Leitungen 8 und 12 verbunden., welche an den Stellen 7 und 13 durch die Glasröhre i luftdicht durchgeführt und mit einer geeigneten Stromquelle verbunden sind.
Um die Temperaturdifferenz zwischen den Heiß- und Kaltlötstellen zu erhöhen, ist die Röhre i mit einem Kühlmantel 44 umgeben, der an seinem unteren Ende durch Gummipolster 45 abgedichtet ist. In dem Kühlmantel befindet sich eine Kühlflüssigkeit 47, die durch die Öffnungen 46 eingefüllt wird.
Die Kühlvorrichtung kann auch als Umlaufkühlung ausgebildet sein.
In Abb.2 der Zeichnung ist ein Thermoelement gemäß der Erfindung dargestellt, welches zur Messung hochfrequenter Wechselströme geringer Intensität verwendet werden kann. Derartige Thermoelemente werden in der Regel als Thermokreuze bezeichnet.
In einem Glasröhrchen 51 sind die beiden pulverförmigen Komponentenmaterialien 28 und 42 aufeinander aufgeschichtet. Die beiden Metallpulver werden durch eine Schicht 54 aus Isoliermaterial getrennt, die an der Stelle 59 eine sehr kleine Verbindungsöffnung aufweist. Die Metallpulver werden durch die beiden Platten 57 und 58 zusammengehalten. Die Stromzuführung zu den Komponentenmaterialien erfolgt mittels- der Leitungen 63 und 44, an denen die Kontaktplatten 56 bzw. 55 befestigt sind. Die ganze Glasröhre 51 ist in einer evakuierten Glasröhre i untergebracht.
Es sei nun angenommen, daß die Anordnung von einem hochfrequenten Wechselstrom durchflossen wird. Hierdurch wird innerhalb des kleinsten Querschnittes bei 59 infolge des größeren Ohmschen Widerstandes an dieser Stelle Wärme erzeugt. Da sich nun an der Öffnung 59 auch die Kontaktstelle zweier 'thermoelektrisch wirksamer Materialien befindet, entsteht ein thermoelektrischer Strom, der durch das empfindliche Gleichstrommaßinstrument 65 nachgewiesen werden kann.
Da es nun von Bedeutung ist, möglichst viel . Joulesche Wärme zur Temperaturerhöhung an der Stelle 59 auszunutzen, ist es erforderlich, die Wärmeleitfähigkeit der Komponentenmaterialien sowie des Isoliermaterials so klein wie möglich zu halten. Wie eingangs dargelegt, geschieht dies durch die Evakuierung des Gefäßes i.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Thermoelement mit pulverförmigen Komponentenmaterialien nach Patent 479 923, dadurch gekennzeichnet, daß die pulverförmigen Metallkomponenten, z. B. Kupfer und Kupfersulfid, in einem evakuierten Gefäß, zweckmäßig aus Glas, abwechselnd unter Zwischenfügung einer Isolationsschicht aufeinandergeschichtet sind.
2. Thermoelement nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Isola.tionszwischenschicht ebenfalls aus pulverförmigen Material besteht.
3. Thermoelement nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallpulverschichten an den Heiß- und Kaltlötstellen abwechselnd . miteinander verbunden sind.
4. Thermoelement nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen zwischen den Metallpulverschichten aus einem metallischen Niederschlag an der Gefäßwand bestehen.
5. Thermoelement nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtkörper oben und unten durch je eine Platte (35, 26) aus festem, aber porösem Isoliermaterial abgeschlossen ist.
6. Thermoelement nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtkörper durch eine Feder o. dgl. zusammengepreßt ist.
7. Thermoelement nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Schichtkörper ein Rohr aus Isoliermaterial, z. B. aus Porzellan, geführt ist, in dem die Heizung für das Thermoelement, vorzugsweise ein elektrischer Heizwiderstand, untergebracht ist. B.
Thermoelement nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das den Schichtkörper enthaltende evakuierte Gefäß mit einem Kühlmantel umgeben ist, in dem sich ein Kühlmittel befindet.
9. Thermoelement nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung als Umlaufkühlung ausgebildet ist. io.
Thermoelement nachAnspruchi und 2, insbesondere zur Messung hochfrequenter Wechselströme geringer Intensität, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Metallpulverschichten trennende Isolationszwischenschicht eine enge Verbindungsstelle zwischen den beiden Metallpulverschichten frei läßt. ii.
Thermoelement nach Anspruch i, 2 und io, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Metallpulverschicht ein Wechselstrom geschickt wird, so daß an der Verbindungsstelle zwischen den beiden Metallpulverschichten eine Erwärmung auftritt, und daß die hierdurch erzeugten thermoelektrischen Kräfte an einer Gleichstromanzeigevorrichtung, z. B. einem Meßinstrument, angezeigt werden.
12. Thermoelement nach Anspruch i, 2, io und ii, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stromzuführung zu den Metallpulverschichten Kontaktplatten vorgesehen sind, deren Oberfläche ein Vielfaches der Fläche der Verbindungsstelle zwischen den beiden Metallpulverschichten beträgt.