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Temperaturmeßgerät Die Erfindung bezieht sich auf ein Temperaturmeßgerät,
dessen Wirkungsweise auf der Wärmeausdehnung, beispielsweise der Längenänderung
eines von Dampf oder einem anderen Medium durchströmten Rohres, beruht. Dazu werden
mit einer Meßvorrichtung versehene Geräte verwendet, die es erlauben, jeweils die
zwischen zwei eine Meßstrecke begrenzenden Bezugsmarken eintretende Abstandsänderungen
zu messen. Solche Messungen sind jedoch nicht genau genug, da auch die Meßv orrichtung
selbst infolge der dort auftretenden Temperaturschwankungen ihre Vergleichslänge
ändert. Um diesem Übelstand zu begegnen, hat man bereits vorgeschlagen, den Vergleichsmaßstab
aus einem Werkstoff mit äußerst geringem Ausdehnungskoeffizienten herzustellen oder
aber die eigentliche Meßvorrichtung in einem Thermostaten unterzubringen. Auch sind
für diese Zwecke bereits umständliche Kompensationsvorrichtungen entwickelt worden,
die jedoch alle den Nachteil zu großer Empfindlichkeit besitzen, zudem in ihrer
Herstellung sehr teuer und überdies nur umständlich zu handhaben sind.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Temperaturmeßgerät
auszubilden, das obige Nachteile vermeidet und sich insbesondere zur Temperaturmessung
von gas- bzw. flüssigkeitsdurchströmten Rohren eignet, eine genaue Temperaturbestimmung
erlaubt und von der jeweils das Gerät umgebenden Außentemperatur unabhängig ist.
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Das wird erfindungsgemäß durch eine Ausgleichsvorrichtung, erreicht,
die im wesentlichen aus zwei
parallel zueinanderliegenden und einen
gemeinsamen Meßbalken tragenden Stäben verschiedener Ausdehnungskoeffizienten besteht.
Diese Ausgleichsvorrichtung ist zwischen zwei die -Ießstreclze begrenzenden Tragarmen
angeordnet und so ausgebildet, daß ein auf dem Meßbalken liegender :@Ießpunkt entsteht,
der von dem einen Tragarm einen absolut unveränderlichen Abstand behält und mit
dem Fühler einer am anderen Tragarm befestigten Meßuhr zusammen wirkt. Die Abstände
zwischen dein Meßpunkt und den den 1Ießbalken tragenden Schneiden der Stäbe müssen
dabei dem Verhältnis der Ausdehnungskoeffizienten der Stäbe entsprechen. Wesentlich
ist. daß die für die teiuperaturabhängige Längenänderung maßgebliche, durch den
jeweiligen Abstand der Tragarme begrenzte Meßstrecke durch eine z-,vischeii %leßuhr
und Festpunkt liegende, verhältnismäßig kurze Meßstrecke gleicher temperaturabhängiger
Auswanderung ersetzt wird, der gegenüber nun alle sonstigen, durch die jeweilige
Außentemperatur bedingten Längenänderungen praktisch bedeutungslos bleiben. Auf
diese Weise wird also eine sehr genaue Temperaturmessung ermöglicht, die durch entsprechende
Bemessung des übersetzungsverhältnisses zwischen wirksamer und eigentlicher 1Ießstrecke
noch beliebig zu. steigern und von den äußeren, stets vorhandenen Temperaturschwankungen
völlig unabhängig ist.
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`'eitere Einzelheiten des Temperaturmeßgerätes nach -der Erfindung
ergeben sich aus der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel des N.leßgerätes
in teilweise geschnittener Seitenairsicht .dargestellt ist.
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An einem Rohr i, das von Dampf oder einem anderen -Medium, dessen
Temperatur gemessen werden soll, durchströmt wird, sind zwei übereinander angeordnete
Tragarme 2, 3 befestigt, die zwischen sich die für die temperaturabhängige Längenänderung
maßgebliche Meßstrecke a einschließen. Der untere Tragarm 2 trägt die erfindungsgemäße,
im wesentlichen aus den beiden Stäben 4, 5 und dem -#Ießbalken 6 bestehende Ausgleichsvorrichtung.
Zu diesem Zweck ist er mit Pfannen 7, 8 versehen, in denen die parallel zueinander
liegenden Stäbe 4, 5 mit den unteren Schneiden 9, io stehen, während ihre
oberen Schneiden i 1, 12 2 den Meßbalken 6 in entsprechenden Pfannen 13, 14 unterstützen.
Die Stäbe 4, 5 bestehen aus verschiedenen Werkstoffen und besitzen deshalb auch
verschiedene Ausdehnungskoeffizienten, im gezeichneten Falle aus Eisen und Aluminium.
Beide Stäbe führen-sich mit Spiel in am oberen Tragarm 3 verschweißten Führungswinkeln
15, 16. Eine zwischen .dem Meßbalken 6 und .dem unteren Tragarm :z eingespannte
Zugfeder 17 verbindet die Teile der Ausgleichsvorrichtung kraftschlüssig miteinander.
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Wesentlich für die Ausbildung des Temperaturmeßgerätes nach der Erfindung
ist nun, ,daß auf dem Meßbalken 6 ein in bezug auf .den Tragarm :2 absolut feststehender
Meßpunkt 18 gebildet wird, auf dem sich der Fühler i9 einer am oberen Tragarm befestigten
Meßuhr 2o abstützt. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Abstände
der oberen Stabschneiden i i, 12 von dem Festpunkt 18, also .die Strecken
L und 11 -[- L@, dem Verhältnis der Ausdehnungskoeffizienten der Stäbe
4, 5 entsprechend bemessen sind.
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Das Temperaturmeßgerät nach der Erfindung arbeitet im einzelnen wie
folgt: Tritt in dem vom Dampf durchströmten Rohr i eine Temperaturerhöhung auf,
so wird die Meßstrecke a um einen bestimmten Betrag b länger, und um den gleichen
Betrag vergrößert sich jetzt nicht nur der gegenseitige Abstand der Tragarme 2,
3, sondern auch der Abstand zwischen Festpunkt 18 und Meßuhr 2o, d. b. ,der Fühler,ig
schiebt sich um die gleiche Strecke b aus der in Temperaturgraden geeichten Meßuhr
2o heraus. Die gleiche Temperatur wird aber auch angezeigt, wenn sich die die Meßvorrichtung
umgebende, äußere Temperatur ändert. Das würde dann lediglich zu einer sich um den
Festpunkt i8 vollziehenden Schwenkung des N'Ießbalkens 6 führen. Die dabei auftretende
Längenänderung des Fühlers i9 bzw. der Meßuhr 2o ist praktisch ohne jede Bedeutung,
zumal die Meßstrecke a genügend groß gemacht werden kann.
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Eine besonders zweckmäßigeAnordnung derAusgleichsvorrichtung ergibt
sich, wenn man das Temperaturmeßgerät so ausbildet, daß der feststehende :lfeßpunkt
18, die oberen Schneidkanten 11, 12 und die Befestigung 2i des oberen Tragarmes
3 unter normalen Temperaturbedingungen in einer Flucht liegen, weil dann die größten
Meßgenauigkeiten zu erzielen sind. So lassen sich beispielsweise bei einer Stablänge
von i mTemperaturän:derungen von i° C genau messen, die einer Längenänderung von
etwa o,o2 mm entsprechen und auf der :@Teßuhr bequem abgelesen werden können. Eine
so genaue Erfassung auch kleinerer Tempe-_ raturbereiche ist im Hinblick auf die
heute nahe an der Warmfestigkeitsgrenze liegenden Rohrwerkstoffe sehr wesentlich.
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Ein weiterer Vorteil des Temperaturmeß-gerätes nach der Erfindung
besteht darin, daß es nicht mit dem im Rohr strömenden Medium in Berührung steht.
überdies kann ,das Meßgerät für die verschiedensten Verwendungszwecke nutzbar gemacht
werden. Seine Brauchbarkeit erweist sich überall dort, w o Temperaturen von Körpern
gemessen werden sollen, die mit der Meßstrecke a des Geräts in gut wärmeleitende
Berührung zu bringen sind.
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Es sei noch bemerkt, daß die für die eigentliche Längenänderungsmessung
vorgesehene Meßuhr natürlich auch durch andere Anzeigevorrichtungen ersetzt werden
kann, insbesondere auch solche, die eine Fernanzeige über elektrische oder optische
übertragungsmittel ermöglichen.