DE2327538B2 - Thermoelektrischer temperaturfuehler - Google Patents

Description

rung mit einem Thermoelement 5 als Temperaturreferenzmeßstelle verlötet ist

Da das Thermoelement mit dem Rohrmaterial in wärmetechnischer Verbindung steht, dient es auch gleichzeitig als Wärmesenke 3. Um die Ansprechzeit des Temperaturfühlers mit der eines Thermoelementes zu vergleichen, wurde die in Fig.3 gezeigte Anordnung mit einem separaten Thermoelement 6, gefertigt aus Thermoelementdraht (Cu-Konstantan) gleichen Durchmessers wie der Meßdraht des Temperaturfühlers, versehen.

Die Temperaturfühler wurden in einen pulsierenden Heißluftstrom von etwa 130⁰C gebracht und die dem Temperaturverlauf äquivalente elektrische Ausgangsspannung des erfundenden Temperaturfühlers und des separaten Thermoelementes mit einem elektrischen Schreiber aufgezeichnet Versuchsergebnisse für einen gebauten Temperaturfühler sind in Diagramm Fig.4 und für das separate Thermoelement in F i g. 5 zu sehen. Für 90% der Temperaturanzeige zeigt sich, daß die Ansprechzeit des erfundenen Temperaturfühlers kurzer ist als die eines entsprechenden Thermoelementes-

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. für Thermoelementen entsprechenden Temperatur-

   _ . meßbereich die Ansprechzeiten gegenüber denen von

   Patentansprüche: Thermoelementen erreichten, wesenüich zu verkürzen

   ^..biw«™—»

   Fig.2 angedeutet erreicht wird. Damit kein unerwünschtes Thermoelement entsteht, müssen die Leiterenden la, \b gleiche Temperatur haben. Befinden sich 20 die beiden Enden des Leiters 1 auf gleichem

   Die Erfindung betrifft einen thermoelektrischen Temperaturniveau, dann wird, wenn der Meßteil 2 Temperaturfühler mit nur einem homogenen Leitender Temperaturen ausgesetzt ist, die verschieden von denen geeignet ist zur Temperaturdifferenz- und Temperatur- der Wärmesenke 3 sind, entlang des Leiters 1 e.ne stark absolutmessung fester und insbesondere flüssiger und unsymmetrische Temperaturverteilung derart erzeugt, gasförmiger Medien, anwendbar bis zu hohen Tempera- 25 daß der größte der auftretenden Temperaturgradienten turen^ zwischen Meßteil 2 und Wärmesenke 3 hegt. Die dann

   Die Ansprechzeit ist die wichtigste dynamische im Leiter 1 entstehende elektrische Spannung ist Eigenschaft eines Temperaturaufnehmers; d.h. zur proportional zur Temperaturdifferenz zwischen dem Messung sich schnell ändernder Temperaturen kann die Meßteil 2 und der Wärmesenke 3 und kann an den Ansprechzeit zum wichtigsten Kriterium für die 30 beiden Leiterenden la, \b abgegriffen werden. Somit Auswahl von Temperaturaufnehmern für z. B. regel- können mit dieser Konstruktion grundsätzlich Tempetechnische Prozesse werden. Meßmethoden, bei denen raturdifferenzen gemessen werden,
   der Temperaturaufnehmer (einschließlich Wärmestrah- Ist die Temperatur der Wärmesenke 3 bekannt, so

   lungsdetektoren, akustische Methoden usw.) nicht in kann auch die absolute Temperatur des Meßteils 2 mit Berührung mit dem zu messenden Objekt ist, können, 35 Hilfe der elektrischen Ausgangsspannung abgelesen obwohl sie meistens kurze Ansprechzeiten aufweisen, werden. Somit können mit dem in F i g. 2 gezeigten nur in besonderen Fällen angewendet werden; z.B. Temperaturfühler absolute Temperaturmessungen besteht ein Problem bei der Anwendung von Wärme- durchgeführt werden, sobald die Wärmesenke 3 als Strahlungsdetektoren in der freien Zugänglichkeit Temperaturreferenzstelle dient
   (Visierlinie) zum zu messenden Objekt 40 Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind

   Meßmethoden, bei denen der Temperaturaufnehmer folgende:

   in Kontakt mit dem zu messenden Objekt ist, schließen Da der Leiter der in F i g. 2 gezeigten Konstruktion

   die Anwendung von Thermoelementen und elektrischen eines Temperaturfühlers aus sehr dünnem Material bis Widerstandsthermometern als die meist gebräuchlichen zu Durchmessern von wenigen mm hergestellt werden Temperaturaufnehmer ein. 45 kann, werden dadurch eine kleine thermische Masse des

   Die Ansprechzeit eines Temperaturaufnehmers ist Meßteils 2 und somit kurze Ansprechzeiten des bekanntlich proportional zum Verhältnis seiner Wärme- Temperaturfühlers erzielt Gleichzeitig kann der Temkapazität zur Wärmeübertragung zwischen dem Tem- peraturfühler konstruktiv einfach, robust und sehr klein peraturaufnehmer und dem zu messenden Objekt Um gehalten werden, womit Messungen sich schnell eine kurze Ansprechzeit zu erhalten, muß vor allem die 50 ändernder Temperaturen in Gebieten kleiner Abmesthermische Masse (Wärmekapazität) des Temperatur- sungen, z. B. in Rohren kleiner Durchmesser, durchgeaufnehmers so klein wie möglich gehalten werden. führt werden können. Weiterhin kann durch den

   Thermoelementen sind aus herstellungstechnischen Wegfall der Meßlötsteile als weiterer Vorteil des Gründen in der Verkleinerung der thermischen Masse dünnen Leiters eine Verminderung der Störung in der eine untere Grenze gesetzt 55 Strömung von Gasen oder Flüssigkeiten genannt

   Die im Verhältnis zur Masse große Oberfläche sehr werden.

   dünner elektrischer Widerstandsthermometer macht Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung als Tempera-

   diese besondere geeignet zur Messung sich schnell turfühler zur Messung von Temperaturen in strömenfndernder Temperaturen (Deutsche Luft- und Raum- den Medien ist in der Zeichnung F i g. 3 dargestellt und fahrt Forschungsbericht 66 bis 56, August 1966). 60 wird im folgenden näher beschrieben. Die gebauten und Allerdings können elektrische Widerstandsthermome- in Fig.3 gezeigten Temperaturfühler bestehen aus ter nur bis etwa 1300° C verwendet werden (Zeitschrift einem Rohr 0 (Innendurchmesser 4 mm; Wandstärke »Machine Design« Jahrgang 41, Nr. 26, November 1969, lmm; Material: Teflon, Stahl) durch das quer zur S. 194) während Thermoelemente Temperaturen bis zu Rohrachse ein Meßdraht 1 mit Meßteil des Fühlers 2 aus maximal 3000 ° C messen können (F. K ο h I r a u s c h, 65 Konstanten (Thermoelementendraht: 0,12 mm) gezo- »Praktische Physik«, B.G. Teubner Verlagsgesellschaft, gen ist Eine der Wanddurchführungen für den Stuttgart,21.Auflage 1960,S.263Paragr.4.173 2). Meßdraht 1 ist wärmeisoliert (Wärmeisolation 4)

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem ausgeführt während die gegenüberliegende Durchfüh-