DE616623C - Thermoelement - Google Patents

Description

• Thermoelement Die Erfindung bezieht sich auf Thermoelemente, welche sich durch hohe Thermokraft auszeichnen und daher die Verwendung sehr billiger, niedrigohuniger Meßinstrumente gestatten.
• Als thermoelektrische Pyrometer hat man bisher, soweit es sich um solche aus Edelmetallschenkeln handelt, im wesentlichen das Element von Le Chatelier benutzt. Dieses weist als einziges Thermoelement einen Meßbereich bis etwa z6oo° auf. Die Thermokräfte dieses sehr verbreiteten Thermoelementes sind jedoch so gering, daß sie die Verwendung hochempfindlicher, kostspieliger Meßinstrumente erforderlich machen.
• Die Thermokräfte aus unedlen Komponenten bestehender Thermoelemente, deren einer Schenkel z. B. aus Konstantan oder Chromnickel besteht, sind zwar wesentlich höher; diese Elemente können aber mit Rücksicht auf die mangelhafte Oxydationsbeständigkeit und den verhältnismäßig niedrigen Schmelzpunkt nur bis zu Temperaturen von 6oo° bei Verwendung von Konstantan, von zooo bis 1100' bei Verwendung von Chromnickel, benutzt werden.
• Zur Erhöhung der Thermokraft und Herabsetzung des Temperaturkoeffizienten im Meßinstrument hat man zwar den Legierungen der Thermoelementschenkel z. B. Iridium, Eisen zugesetzt, hat@jedoch durch die bekannten Zusätze nur Steigerungen von etwa ro °/o cler Thermokraft erzielen können. Es wurde nun gefunden, daß man Elemente von hoher Thermokraft und sehr guter Temperaturbeständigkeit erhält, wenn man den einen Schenkel aus Platin oder einem anderen Platinmetall, wie z. B. Palladium, Rhodium, oder einer Legierung der Platinmetalle herstellt und als zweiten Schenkel einen solchen verwendet, welcher neben Platin Rhenium enthält.
• Bereits bei Rheniumgehalten von etwa 3 °% zeigt sich eine wesentlich höhere Thermokraft als beim Platin-Platin-Rhodium-Element. Im allgemeinen soll sich der Rheniurngehalt jedoch zwischen 5 bis 15 °/o der Gesamtlegierung bewegen; vorzugsweise beträgt er etwa 1o °/o, doch kann er aber gegebenenfalls auch gesteigert oder auch in niedrigeren Grenzen gehalten werden.
• Versuche haben gezeigt, daß gegenüber der Thermokraft des 1e Chatelier-Elementes von etwa 16,6 mV bei r6oo° C bei einem Element gemäß der Erfindung beispielsweise mit einem Schenkel aus Platin und einem zweiten Schenkel, welcher neben Platin noch Rhenium in Mengen von etwa 5 bis 8 % enthält, die Thermokraft- je nach dem Rheniumanteil bis auf 45 mV gesteigert ist.
• Die erwähnte hohe Temperaturbeständigkeit der Elemente gemäß Erfindung läßt sich, wie gefunden wurde, noch erhöhen, wenn man neben einem Schenkel aus Platin und Rhenium einen Schenkel verwendet, welcher neben Platin noch Rhodium enthält. Es hat sich gezeigt, daß Elemente dieser Art bei höheren Temperaturen beständig sind als solche, deren einer Schenkel aus Platin allein, neben einem Schenkel aus rlatin-Rhenium bestellt.
• Bei Verwendung eines Reinrliodiumschenkels lieben einem Schenkel aus Platin-Rheniuni wird eine Verwendbarkeit des Elementes bis etwa i8ooo C ermöglicht. Durch Zulegieren von Rhodium zu dem Platin-Rhenium-Schenkel erzielt man eine Verfeinerung des Metallkristallkorns, wodurch die Haltbarkeit und in geringem Maße auch die Empfindlichkeit des Thermoelementes verbessert wird. Ähnliche Wirkungen können auch durch die an sich bekannte Zulegierung geringer Mengen von Iridium und Eisen erzielt werden.

  Temperatur

  pt/Pt-lo"/oRh'Re/ 3°#5Rhl Pt/Pt-5"/,R6

  InC

  mV m4 mV

  20 0,00 0,00 0,00

  100 0,54 1,25 1,25

  200 1,33 1,5 3,15

  300 2,22 5,20 5,10

  400 3,15 7,35 7,20

  500 4,12 9,65 9,40

  60o 5,13 i2,io 1485

  70o 6,16 14,65 14,40

  800 7,24 17,30 17,10

  90o 8,36 20,00 19,8o

  rooo 9,52 22,8o 22,6o

  iioo 1o,69 25,75 25,40

  1200 11,87 28,6o 28,20

  1300 13,o6 31:,55 3410

  1400 14,25 34,6o 34,I0

  1500 15,45 37,55 3710

  16oo 16,65 40,65 40,10

  Bei der erwähnten Verwendung eines Schenkels lediglich aus Rhodium, neben einem Schenkel aus Platin-Rhenium, macht sich allerdings neben der erwünschten Erweiterung des Meßbereiches bis etwa iSoo° eine kleine Verringerung der Thermokraft gegenüber einem Element, dessen erster Schenkel aus Platin besteht, bemerkbar.
• Die nebenstehende tabellarische Aufstellung zeigt in Vergleich mit dem bekannten 1e Chatelier-Element die wesentlich höhere Therinokraft von Thermoelementen gemäß der Erfindung. In dem Kurvenblatt ist der Inhalt dieser Tabelle graphisch wiedergegeben und gibt ein anschauliches Bild von der bedeutsamen Überlegenheit der erfindungsgemäßen Elemente über das bisher allgemein übliche Normalelement.
• DieAnwendung der erwähnten hitzebeständigeren Legierungen mit Rhenium, welche übrigens auch die Eigenschaft zeigen, daß sie nicht anlaufen, bietet insbesondere auch den erheblichen Vorteil, daß billige Anzeigegeräte benutzt werden können.
• Schließlich hat sich gezeigt, daß bei Verwendung von Palladium als Werkstoff des einen Schenkels neben dem Schenkel aus Platin-Rhenium oder aus Platin-Rhenium-Rhodium eine Thermokraft erzielt wird, welche bei Temperaturen von iooo° C und darüber durchschnittlich um etwa 15 mV höher liegt als die einer Kombination mit einem Platinschenkel an Stelle des Palladiumschenkels. Die Verwendung von Palladium für den einen Schenkel bietet außerdem infolge des viel geringeren spezifischen Gewichtes des Palladiums und der damit möglichen Verringerung des Schenkelgewichtes im Vergleich zu Platin noch den Vorteil einer größeren Wohlfeilheit eines derartigen Elementes.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Thermoelement mit einem Schenkel aus Platin oder einem anderen Platinmetall, z. B. Rhodium, oder aus einer Legierung der Platinmetalle und einenT zweiten Schenkel, welcher neben Platin Rhenium enthält und welcher außerdem Rhodium enthalten kann.
2. 2. Thermoelement nach Anspruch i mit einem Rheniumgehalt des zweiten Schenkels von 5 bis 15 °/o, vorzugsweise von io ll'.