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Oberflächentemperaturmeßgerät Die Oberflächentemperatur an festen
runden Körpern wird, wie bekannt, 11 der Weise gemessen, daß die Lötstelle eines
in einem Bügel ausgespannten Bandthermoelemnents so lange auf die Kflrperoberfläche
gedrückt wird, bis der Wärmeübergang auf die Lötstelle @erfolgt ist. Der wesentliche
Vorteil des Bandthermoelements ist der, daß @es sich in einer größeren Länge um
den runden Körper Legt, so daß die über die Schenkel des Bandthermoelem@ents ,abfließende
Wärme ,anderen Stellen als der Meßsbelleentnommen wird. Man hat deshalb versucht,
das Bandthermaelement auch für Messungen der Temperatur an ebenen oder nach innen
gekrümmten Flächen durch -entsprechende Vorrichtungen verwendbar zu machen. Eine
dieser Vorrichtungen besteht im wesentlichen aus einem federnden Bügel, .der das
ausgespannte Bandthermoelement trägt, und einer abgefederten Gabel, die mit ihren
beiden Spitzen das Bandthermoelement beiderseits der Lötstelle berührt und diese
durch, die Federkraft während der Messung auf die Körperoberfläche drückt. Eine
andere bekannte Vorrichtung besteht gleichfalls aus einem federnden Bügel als Träger
des Ba;ndthermoelements und aus einer Hebelanordnung an jedem Ende des Bandthermoelements.
Wird während der Messung das Bandthermoelement auf die Oberfläche des Körpers gedrückt,
so drücken die dadurch betätigten Hebel mit ihren schneidenförmigen Enden beiderseits
der Lötstelle auf das Bandfhermoelement und so die Löfstelle selbst auf die Körperoberfläche.
Bei diesen Vorrichtungen erstreckt sich aber die Berührung zwischen Bandthermoelement
und Körperoberfläche im wesentlichen nur über die der Lötstelle unmittelbar benachbarte
kleine Fläche, so daß die über die Schenkel abfließende Wärme zum großen Teil der
Meßstelle und den dieser zunächst liegenden Teilen entnommen wird. Bekannte Ausführungen,
die diese Mängel vermeiden, bestehen aus einem kreisförmig nach außen gebogenen
Bandtherm@aelement, das sich so auch nach innen gekrümmten Flächen anschmiegt. Die
Höchsttemperaturgrenze, bei denen :eine derartige Vorrichtung benutzt werden kann,
ist durch die Temperatur gegeben, bei der das Bandthermoelement beginnt, seine elastischen
Eigenschaften zu verlieren.
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Bekannt ist w eit-,rhin die Verwendung federnder Bimetallstreifen
in Verbindung mit Kupferbacken an Hebelmesserschaltern in der Starkstromtechnik.
Die Kupferbacken sind mit einem zweiten Metall so verbunden, daß bei Erwärmung infolge
des Stromdurchganges die schwindende Federkraft der heißen Kupferbacken durch die
thermische Wirkung der
Bimetallbacken aufgewogen wird. Das Thermo-Bimietall
ist dabei als Feder zu betrachten, die auch bei hoben Temperaturen, die bis an die
Verformungstempieratur heranreichen können, ihre Federkraft beibehält. Bekanntlich
besteht das Thermo-Bimetall aus zwei fest ,aufeinanderhaftenden Metallschichten
mit verschiedener Wärmeausdehnung. Bei jeder Temperaturänderung erfährt das Thermo-Bimetall
eine Verformung, deren Größe abhängig ist von der Höhe der Temperaturänderung. Beide
Metallschichten befinden sich in einem Spannungsgleichgewicht, das sich mit jeder
Temperaturänderung sofort durch die Verformung des Thermo-Bimetalls einstellt. jeder
Temperatur entspricht eine bestimmte, aus den Wärmeausdehnungen sich ergebende Gleichgewichtslage.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird von der übenerwähnten bekannten
Eigenschaft eines Bimetallbandes, auch noch bei verhältnismäßig hohen Temperaturen
federnde Eigenschafteri zu 'besitzen, zur Ausbildung einer Federung bei einem Oberflächentempieraturmeßgerät
Gebrauch gemacht. Die Erfindung besteht darin, daß bei einem Oberflächentemperaturmeßgerät
zur Messung der Temperatur an der Oberfläche fester Körper, das aus deinem in einem
federnden Bügel ausgespannten Bandtbermoelement besteht, über,oder neben dem Bandthermoelement
ein in loser ioder fester mechanischer Verbindung mit diesem stehendes federndes,
elektrisch isoliertes Bimietallband angeordnet ist.
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Bei einer solchen Anordnung krümmt sich das Bimetallband im Maße der
Erwärmung und stellt so eine auch bei hoben Temperaturen sicher wirkende Federung
dar, die die Lötstelle und größere Teile des Bandthermoelements auf die Oberfläche
des Körpers drückt.
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Die Art der Verbindung des Bimetallbandes mit dem Bandthermoelement
kann eine sehr verschiedene sein. Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung wird
dadurch erreicht, daß zwei in ihrer Mitte durch eine Lötstelle zu einem Thermoelem@ent
verbundene B.andthermo@elemnentschenkel je mit einem elektrisch isolierten, in dem
Bügel über ioder ,neben dem Tbermoelemient ausgespannten Bimetallb.and in fester
mechanischer Verbindung stehen. Das Bandthermoelement wird dann während der Messung
.die durch die Erwärmung bedingte Krümmung der beiden Bimet.allbänder zwangsläufig
mitmachen, wodurch die Lötstelle und große Teile des Bandelements auf die Körperoberfläche
gedrückt werden. Eine weitere Verbesserung der Erfindung wird dadurch erreicht,
daß das Bandthermoelemient aus zwei Bimnetallbändern besteht, die durch seine Lötstelle,
miteinander verbunden sind. Voraussetzung hierbei ist, daß die beiden Metallegierungen
der Bimetallbänder solcher Art sind, daß .sie zu einem Thermoeliement durch Beine
Lötstelle vereinigt werden können. Schließlich wird die Erfindung noch dadurch verbessert,
daß bei einem aus zwei Bimetallbändern bestehenden Bandthermoelement nur je eine
Legierung der beiden Bimetallbänder an der Lötstelle mit der anderen Legierung in
Verbindung steht.
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In den Zeichnungen sind Beispiele für die Anordnung des Bandthermoelements
in Verbindung mit dem Bimetallband dargestellt.
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In der Abb. i ist der federnde Bügel a an der Haltestange b mit der
Schraube c befestigt. An den Bügela sind das Bimetallband d, der Isolationsstreifen
e und das Bandthermoel@ement f mit den Schrauben g und /t befestigt und durch
die Isolationskörper i und j -gegen den c Bügel a und untereinander isoliert.
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Die Abb. 2 zeigt das Bandtbermoelementenschenkelpaar h und
1, die durch die Lötstelle m
verbunden sind. Der Bandthermoelementenschenkelh
ist mit dem Bimetallbandn durch die Lötstelle o und,der Bandthermoelementenschenkel
l ist mit dem Bimetallband p durch die Lötstelle q verbunden.
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In der Abb.3 sind die beiden Bimetallbänderr und s durch die Lötstelle
t verbunden.
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In der Abb. q. ist ein Birnetallband u, bestehend aus den Legierungen
v und w, mit dem Bimetallbandx, bestehend aus den Legierungeny und z, so durch .die
Lötstelle z, verbunden, daß die Legierungen iv und z ein Thermoelement bilden.