DE859540C - Messdrahtsystem mit temperaturempfindlicher Wicklung, insbesondere fuer gasanalytische Messungen - Google Patents

Description

• Meßdrahtsystem mit temperaturempfindlicher Wicklung, insbesondere für gasanalytische Messungen Bei temperaturempfindlichen Meß Organen, wie sie insbesondere für gasanalytische Zwecke, z. B. für Wärmeleitfähigkeitsmessungen oder magnetische Sauerstoffmessungen, benutzt werden, hat man entweder einen Heizdraht frei ausgespannt dem zu untersuchenden Gas ausgesetzt oder auch en Draht als Wendel ausgebildet. Ferner hat man zum Schutz gegen Korrosionen und katalytische Wirkungen des Meßldrahtes diesen mit Isolierrohren oder isolierenden Überzügen versehen. Man hat auch an Stelle eines Drahtes Anordnungen benutzt, wie sie für Widerstan,dsthermometer gebräuchlich sind. Man hat weshalb wie bei Wilderstandsthermometern den Meßdraht auf einen Träger aus Isolierstoff, z. B. auf ein keramisches Stäbchen, aufgewickelt und diesen dann zum Zweck der Isolierung mit einer dünnen Glasschicht überzogen.
• Da diese Meßorgane aber zweckmäßig mit einem sehr dünnen Querschnitt ausgeführt werden müssen, um eine kurze Anzeigeverzögerung zu erhalten, sind sie anfällig gegen Bruch. Man hat deshalb auch vorgeschlagen, in gleicher Weise wie bei Widerstandsthermometern anderer bekannter Ausführungsart als Seele einen besonders dünnen Draht zu verwenden, diesen, wie bei solchen Widerstandsthermometern üblich, mit einer Glasur zu überziehen, darauf den Meßdraht zu wickeln und dann dieses Gebilde mit einer zweiten Isolierschicht zu überziehen. Dabei wurde vorgeschlagen, dem Trägerdraht einen Durchmesser von weniger als 0,1 mm zu geben. um einen kleinen Durchmesser der gesamten Anordnung und damit kurze Anzeigeverzögerungen bzw. z. B. beim magnetischen Sauerstoffmesser große Meßempfindlichkeit zu erhalten.
• Bei Aufbringung sehr dünner Isolierschichten ist man bei dieser Anordnung gezwungen das WIeßorgan an beiden Seiten fest einzuspannen, um Schwingungen des Systems oder Auslenkungen in einem Magnetfeld wie beim magnetischen Sauerstoffmesser zu verhindern. Aber auch wenn die Enden auf beiden Seiten eingespannt werden, machen sich infolge der Temperaturänderung, die sich durch die Heizung des SIeßorgans ergibt, noch Lageänderungen und damit Veränderungen der Anzeige infolge der Ausdehnung des gesamten Meßorgans bemerkbar. Eine elastische Einspannung dieses Organs unter Verwendung von Federn an einem oder an beiden Enden. wie solche bei frei ausgespannten Drähten üblich sind, würde wegen der Auslenkung, insbesondere bei magnetischen Sauerstoffmessern, sowie wegen der Schwierigkeit, diese Federn wiederum nach außen gegen lkorrosionen und katalytische Einflüsse zu isolieren, zu Schwierigkeiten führen. Macht man aber die Überzüge sehr stark, so daß die genannten Mängel nicht mehr vorhanden sind, so hat man wieder mit einer erheblichen Bruchgefahr des Systems zu rechnen, so daß das System gegenüber den bekannten Systemen mit keramischem Träger keine besonderen Vorteile mehr bietet. Auch für reine Temperaturmessungen ist es vielfach wünschenswert, Meßgeräte von sehr kurzer Anzeigeverzögerung zu erhalten, die sicher gegen Bruch elastisch eingebaut und dem zu untersuchenden AIedium ausgesetzt werden.
• Gemäß der Eriindung werden die Fehler der bekannten bzw. vorgeschlagenen Systeme dadurch vermieden, daß bei einseitiger Einspannung des Systems die metallische Seele bei einem Durchmesser von etwa 0,3 bis 0,7 mm dem System die Steifigkeit verleiht, während die aufgebrachte. die Seele und den Meßdraht gegeneinander und gegebenenfalls nach außen isolierende Schicht eine Stärke von welliger als 0,4 mm zur Wahrung der Elastizität des Svstems aufweist.
• Erfindungsgemäß ist demnach ein System geschaffen. das einerseits die erforderliche Steifigkeit besitzt, so daß es bei Erschütterungen. wie sie im praktischen Betrieb vorkommen, sowie bei Stromdurchgang durch das System im Äiagnetfeld nicht aus seiner Lage ausgelenkt werden kann, andererseits ist aber dadurch, daß die Isolierschichten so dünn ausgeführt sind. daß sie in sich noch elastisch sind, das gesamte Nießsystem ebenfalls noch so weit elastisch. daß es bei starken Erschütterungen oder beim Fallenlassen der Meßeinrichtung nicht beschädigt wird. Dadurch, daß das System einseitig eingespannt ist. wird auch infolge der Ausdehnung des Systems durch die Stromerwärmung keine Änderung der Systemlage innerhalb des Äießgerätes hervorgerufen. durch die Meßfehler entstehen könnten. Insgesamt aber kann man den Durchmesser des Systems noch so klein halten, daß eine kurze Anzeigeverzögerung und bei Verwendung für den magnetischen Sauerstoffmesser noch eine hohe Meßempfindlichkeit erhalten bleibt. Als Seele wird zweckmäßig ein Molybdän- oder Wolframdraht oder eine geeignete Einschmelzlegierung verwendet, auf die beispielsweise zunächst eine Isolierschicht aus Einschmelzgl as aufgebracht wird. Nachdem der Meßdraht hierauf aufigewickelt ist, wird eine zweite Isolierschicht aufgebracht und diese mit der ersten verschmolzen, so daß der Meß'draht innerhalb der Isolierung liegt. Für die zweite Isolierung verwendet man zweckmäßig die gleiche Glassorte wie für die erste Isolierung. Man hat dann lediglich beim Aufbringen darauf zu achten, daß die Erweichungstemperatur des Einschmelzglases nicht wesentlich überschritten wird, damit der Meßdraht nicht beim Einschmelzen Kontakt mit der Metallseele bekommt.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
• Mit I ist die Metallseele des Systems bezeichnet.
• Diese Seele weist etwa einen Durchmesser von 0,3 bis 0.7 mm auf. Nachdem diese Seele, wie vorher beschrieben, isoliert ist, wird der Mefidraht 2 aufgebracht. Die Stromzuführung zu diesem Meßdraht erfolgt einmal über die Seele I und andererseits über einen Stromzuführungsdraht 3. Mit 4 ist die aufgebrachte Isoliermasse bezeichnet. Bei einem bewährten Meßsystem der erfindungsgemäßen Art wurden für die metallische Seele ein Durchmesser von o, mm und ein Außendurchmesser des gesamten Systems von o, bis I,O mm als besonders zweckmäßig hinsichtlich der geforderten Eigenschaften festgestellt. Das Meßdrahtsystem selbst befindet sich zwecks Einspannung in einem Isolierkörper 5, in dem eine Bohrung 6 für die Einführung des Meßdrahtsystems sowie eine Bohrung 7 für die Durchführung der Meßdrahtzuleitung 3 vorgesehen sind. Dieser Isolierkörper ist wiederum eingekittet in ein metallisches Rohr8, welches mit Außengewinde versehen ist. Damit eine besonders gute Festigkeit des Systems sichergestellt ist, wird an der Einspanustelle des Meßsystems in den Isolierkörper 5 zweckmäßig eine konische Serdicliung geschaften. so daß der gefährliche Querschnitt hier vergrößert ist.
• Das Meßsystem kann nicht nur für gasanalytische Zwecke Verwendung finden, sondern kaiin auch für Temperaturmessungen benutzt werden, bei denen es auf eine liesonders kurze Anzeigeverzögerung ankommt und bei denen das System beispielsweise durch große Strömung der Äledien stark beansprucht ist.

Claims (2)

1. P A T E N T A N S P R Ü C H E : I . Meßdrahtsystem mit temperaturempfindlicher Wicklung insbesondere für gasanalytische Messungen nach dem Wärmeleitfähigkeitsprinzip bzw. für magnetische Gasanalysen, mit einem Aufbau nach Art von Widerstands- thermometern mit einer metallischen Seele, auf die Isolierungen und Meß draht aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei einseitiger Einspannung des Systems ,die metallische Seele bei einem Durchmesser von etwa 0,3 bis 0,7 mm dem System die Steifigkeit verleiht, während die aufgebrachte, die Seele und den Meßdraht gegeneinander und gegebenenfalls nach außen isolierende Schicht eine Stärke von weniger als o, mm zur Wahrung der Elastizität des Systems aufweist.
2. 2. Meßdrahtsystem, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang vom System zu seiner Einspanneinrichtung durch einen sich in Richtung des freien Endes des Systems verjüngenden Konus gebildet wird.