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Hitzdrahtvakuummeter Die Erfindung bezieht sich auf Hitzdrahtv akuummeter
zum Messen niedriger Gasdrücke auf elektrischem Wege, die nach dem Meßverfahren
von Pirani arbeiten, bei dem die an einem von einem Gas niedrigen Drukkes umgebenen,
mit Wärme beschickten Draht sich bildende Ausgleichstemperatur ein Maß für den herrschenden
Gasdruck ergibt.
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Bei einer bekannten Meßvorrichtung dieser Art ist eine thermoelektrische
Kette in eine gasdichte Hülle eingesetzt, welche das Gas niedrigen Druckes enthält,
und die warmen Lötstellen dieser Kette sind durch die von einer äußeren Quelle herrührende
und durch die Hülle gestrahlte Wärme beheizt. Eine solche Einrichtung hat den Nachteil,
daß sie keine genaue Regelung der zur Erzielung der Ausgleichstemperatur abgestrahlten
Wärme gestattet.
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Ferner ist bekannt, die warme Lötstelle eines thermoelektrischen Paares
auf einem Draht zu befestigen, der sich im Inneren der Gashülle befindet und durch
hindurchgeschickten regelbaren elektrischen Strom erhitzt wird. Diese Einrichtrng
gestattet die Regelung der der warmen Lötstelle des Paares zugeführten Wärme mit
genügender Genauigkeit. Jedoch kann ein einziges Paar dem Apparat nicht eine genügende
Empfindlichkeit geben, und ist es daher erforderlich, für die Messung der elektromotorischen
Kraft des Paares ganz besonders empfindliche und genaue Galvanometer zu verwenden.
Schließlich ist auch ein Vakuummeter bekannt, bei dem mehrere zu einer Kette zusammengeschlossene
thermoelektrische Paare verwendet sind, deren warme Lötstellen mit Hilfe elektrisch
isolierender Glasperlen an eitlen Hitzdraht angeschmolzen sind. Wenn auch hierbei
auf besonders empfindliche Galvanometer verzichtet werden kann, so verändern doch
die Glasperlen den Wärmeübergang an die Kette und beanspruchen durch ihr Gewicht
die Drähte.
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Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der Nachteile dieser Apparate.
Gemäß der Erfindung wird wie bei den bekannten Apparaten eine thermoelektrische
Kette verwendet, wobei jedoch die warmen Lötstellen dieser Kette mittels eines direkt
durch sie hindurchgeschickten Heizstromes beheizt werden, während die Erhitzung
der kalten Lötstellen in bekannter Weise dadurch verhindert wird, daß dieselben
auf Stützen befestigt werden, die eine große Wärmeleitfähigkeit besitzen und somit
eine gute und schnelle Wärmeableitung von den mit ihnen direkt verbundenen Lötstellen
bewirken.
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Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Vorrichtung
gemäß der Erfindung dargestellt.
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Die Vorrichtung enthält eine Glashülle 6, in der ein V-förmiger Draht
angeordnet ist, welcher von einer wechselweisen Folge von
Kupferdrähten
1-ä, 3-4 und Konstantandräfiten 2-3, 4-5 gebildet wird. Dieser Draht ist an den
Stützen 7, 8, 9 befestigt, von denen die Stützen 7, 8 durch - die Glaswandung der
Hülle 6 hindurchgehen. Zur Beheizung des Drahtes wird durch diesen ein konstanter
Wechselstrom entsprechender Stärke hindurchgeschickt, wobei die Lötstellen 2 und
4 erhitzt werden, während die Lötstellen i, 3, 5 durch die Massen ihrer Stützen
abgekühlt werden und daher dauernd auf einer Temperatur verbleiben, die geringer
ist als jene der Lötstellen 2 und 4. Infolge dieses Temperaturunterschiedes der
Lötstellen :2 und 4 einerseits und der Lötstellen i, 3, 5 andererseits entsteht
eine thermoelektrische elektromotorische Kraft, deren Messung die Feststellung des
Gasdruckes in der HüIIe ermöglicht. Die Messung der Potentialdifferenz zwischen
den Stützen 7 und 8 erfolgt durch ein Galvanometer io in besonderer Weise.
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Es muß nämlich verhindert werden, daß i. die thermoelektrischen Paare
durch den geringen inneren Widerstand des den Draht speisenden Stromerzeugers (Wechselstromnetz,
Potentiometer usw.) kurzgeschlossen werden, wodurch die Vorrichtung unwirksam wäre.
Infolgedessen wird in den Speisestromkreis des Drahtes der Kondensator i i eingeschaltet,
der für den beheizenden Wechselstrom durchlässig ist, jedoch sich dem Durchgang
des zu messenden Gleichstromes widersetzt; 2. das Millivoltmeter durch den von den
Drahtklemmen 15 entnommenen Wechselstrom überlastet und dadurch beschädigt wird.
Zu diesem Zwecke wird in den Stromkreis des Millivoltmeters eine Drosselspüle 1.2
mit großer Reaktanz eingeschaltet, wodurch dieser Wechselstrom auf einen äußerst
geringen Wert herabgesetzt wird. Praktisch wird die Reaktanz durch eine Selbstinduktionsspule
oder einen auf die Frequenz des benutzten Wechselstromes abgestimmten elektrischen
Stromkreis erzeugt. Diese Apparate können mit einem in bezug auf den Widerstand
des Galvanometers sehr geringen Widerstand ausgebildet sein, derart, daß deren Einschaltung
in den Stromkreis keine wesentliche Verminderung der Empfindlichkeit veranlaßt.
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Die Benutzung der Vorrichtung zwecks Messung des Druckes in der Glashülle,
die mit dein Gasbehälter durch die Leitung z7 verbunden ist, erfolgt derart, daß
durch den Draht ein Wechselstrom hindurchgeschickt wird, dessen Stärke durch den
Regelwiderstand 14 bestimmt und durch das Amperemeter 13 gemessen wird. Da
der Draht sehr dünn ist, so nimmt er schnell seine Gleichgewichtstemperatur an,
und die Anzeigen des Galvanometers io ermöglichen die Messung der Temperaturänderungen
an den Lötstellen a und 4. Durch eine vorherige Eichung läßt sich aus den Anzeigen
des Galvanometers der Druck innerhalb der Hülle 6 feststellen.