DE643209C

DE643209C - Thermometerkondensator, dessen Kapazitaet zwischen zwei festen Belegungen von der Standhoehe einer dielektrischen Fluessigkeit im kapazitiven Raum abhaengig ist

Info

Publication number: DE643209C
Application number: DET44824D
Authority: DE
Inventors: Eduard Mayer-Meggenhofen
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1935-01-17
Filing date: 1935-01-17
Publication date: 1937-03-31

Description

Thermometerkondensator, dessen Kapazität zwischen zwei festen Belegungen von der Standhöhe einer dielektrischen Flüssigkeit im kapazitiven Raum abhängig ist Die Erfindung bezieht sich auf einen Therm:ometerkondensator, bei: dem die Kapazität zwischen zwei festen Elektroden von der Standhöhe :einer dielektrischen Flüssigkeit im kapazitiven Raum abhängig ist.
Bei den bekannten Ausführungen von Thermometerkondensatoren ist ein Standrohr vorgesehen., in welchem eine Flüssigkeit, und zwar in der Regel Quecksilber, unter dem Einfluß von Wärmeschwankungen auf- und absteigt. Oben und unten sind außen um das .Standrohr die Belegungen gelegt, oder aber die Flüssigkeit selbst stellt die eine Belegung dar. Das Standrohr besteht bei den bekannten Ausführungen aus Glas und dient gleichzeitig als Dielektrikum zwischen den beiden Belegungen.
Die Ausführungen, bei denen mantelförmige Belegungen in axialer Richtung nebeneinander um das Standrohr angeordnet sind, haben den Nachteil, daß das elektrische Feld zwischen den Belegungen außerordentlich verschiedenartig verteilt ist. So ist die Feldliniendichte zwischen den beiden einander benachbarten Rändern der Belegungen besonders groß. Ein Teil der Feldlinien zwischen den Belegungen geht durch das Dielektrikum, ein anderer großer Teil durch die Luft, so daß die Streuung bei dieser Anordnung der Belegungen sehr groß ist. Außerdem ist die Anfangskapazität bei dieser Ausführung bereits recht beträchtlich, so, daß die prozentuale Änderung gering ist. Bei Thermometerkondensatoren mit Flüssigkeitselektrode sind dieselben Nachteile vorhanden. Weiterhin sind diese Arten von Kondensatoren verhältnismäßig unempfindlich.
Es ist nun in vielen Fällen wichtig, eine hohe Empfindlichkeit eines solchen Kondensators, d. h. große Kapazitätsabhängigkeit von der Temperatur für bestimmte Zwecke zu erhalten. Man könnte hierzu die festen Außenbelegungen an der Innenwand des Standrohres unterbringen und ein flüssiges Diel:ektrikum wählen. Dies hätte aber den Nachteil, daß der Kondensator bei etwaiger Erhöhung der Leitfähigkeit der Flüssigkeit eine ungünstig große Dämpfung bekäme. Man würde dann auch in der Wahl der dielektrischen Flüssigkeit beschränkt sein, da man hierbei die Flüssigkeit nicht nur mit Rücksicht auf die Dielektrizitätskonstante und den Wärmeausdehnungskoeffizienten, sondern auch mit Rücksicht auf möglichst große und konstante Isolierfähigkeit zu wählen hätte.
Ordnet man dagegen eine Belegung an der Außenwand des Expansionsraumes an und wählt zur Erzielung einer möglichst großen Empfindlichkeit eine dielektrische Flüssigkeit mit einer möglichst großen Dielektrizitätskonstante, so zeigt sich, daß die große Dielektrizitätskonstante der Flüssigkeit noch nicht unbedingt eine große Kondensatorempfindlichkeit gewährleistet. Die Ursachen hiervon ist der Einfluß des Materials, aug dem das Standrohr besteht. Hat dieses eine niedrige Dielektrizitätskonstante, so wird hierdurch die Empfindlichkeit des Kondensators weitgehend heruntergedrückt.
Hat z. B. das Material des Standrohres eine niedrige Dielektrizitätskonstante und die Flüssigkeit eine hohe, so wird die Kapazität des -Kondensators hauptsächlich durch die Dielektrizitätskonstante des Standrohres bestimmt.
Die erwähnten Nachteile werden dadurch behoben, daß erfindungsgemäß die Wand des an seiner Außenfläche mit einer Belegung versehenen Expansionsraumes (Standrohres) wenigstens im Gebiet der in Betracht kominenden Standhöhe des flüssigen Dielektrikums hoher Dielektrizitätskonstante aus einem Werkstoff, z. B. aus einem keramischen Stoff, mit einer hohen Dielektrizitätskonstante, von i o aufwärts, besteht. Auf diese Weise wird ein erheblicher Zuwachs an Kapazität und hiermit an der Empfindlichkeit erreicht. Es sind Stoffe bekannt, deren Dielektrizitätskonstänte etwa 8o bis ioo beträgt; das sind hauptsächlich keramische Stoffe, welche Magnesiumsilikate und Titanoxyd enthalten. Diese keramischen Stoffe eignen sich besonders gut als Wandmaterial des Expansionsraumes.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Thermometerkondensators nach der Erfindung werden die Elektroden derart zueinander angeordnet, daß die eine Belegung des Kondensators im flüssigen Dielektrikum in Gestalt eines Drahtes möglichst in der Hauptachse des Standrohres fest angeordiiet ist, während die -zweite Belegung, welche außen um das Standrohr gelegt ist, die erste Belegung mantelförmig umgibt. Hierdurch wird eine kleine Anfangskapazität des Thermometerkondensators erzielt.
Durch diese Art von Thermometerkonden-Katoren wird neben einer großen prozentualen Kapazitätsänderung eine hohe Empfindlichkeit erreicht. Außerdem sind durch die Anordnung der Belegungen die Möglichkeiten der Beeinflussung des elektrischen Feldes zwischen den Belegungen durch Störungen von außen her sehr gering.
Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kondensators gemäß der Erfindung.
Hierin bedeuten i die innere Elektrode, 2 das Flüssigkeitsgefäß mit dem angeschlossenen Standrohr 3 aus keramischer Masse hoher Dielektrizitätskonstante, 4 die dielektrische Flüssigkeit hoher Dielektrizitätskonstante und 5 die Außenbelegung.

Claims

1'A-rENTAhsrizVc1lE: 1. Thermometerkondensator, dessen Kapazität zwischen zwei festen Belegungen von der Standhöhe einer dielektrischen Flüssigkeit im kapazitiven Raum abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des an seiner Außenfläche mit einer Belegung versehenen Expansionsraumes (Standrohres) wenigstens im Gebiet der in Betracht kommenden Standhöhen des flüssigen Dielektrikums hoher Dielektrizitätskonstante aus einem Werkstoff, z. B. aus einem keramischen Stoff, mit einer hohen Dielektrizitätskonstante, von i o aufwärts, besteht.

2. Thermometerkondensator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Belegung im flüssigen Dielektrikum in Gestalt eines Drahtes möglichst in 'der Hauptachse des Standrohres fest angeordnet ist, während die zweite Belegung diese mantelförmig umgibt.