DE623425C - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur

Messung und Regelung (Konstanthaltung)

■ von Temperaturen innerhalb des Bereiches von 80 bis 150° C.

Bisher wurden zur Temperaturmessung und -regelung Thermoelemente vielfach verwendet. Diese arbeiten zwar bei großen Temperaturänderungen zufriedenstellend, sind aber für die Aufrechterhaltung einer gegebenen Temperatur innerhalb sehr enger Grenzen in gewissen Fällen nicht empfindlich genug. Für die Messung hoher Temperaturen sind Einrichtungen bekannt, bei denen ein mit einer Kathode aus Alkalimetall versehenes Entladungsgefäß als Photozelle benutzt wird, die auf die von einem Körper hoher Temperatur ausgehende Strahlung anspricht, d. h. als Strahlungspyrometer dient.

Gemäß der Erfindung wird ein an sich bekanntes Entladungsgefäß, dessen Kathode durch eine auf einer Unterlage festhaftende Schicht eines Alkalimetalls, vorzugsweise einer Schicht von Cäsium oder Rubidium, gebildet wird, auf die zu messende oder zu regelnde Temperatur gebracht und der entstehende Elektronenstrom in bekannter Weise als' Maß für die Temperatur benutzt. Das neue Verfahren ist demnach kein strahlungspyrometrisches, sondern ein berührungsthermometrisches Temperaturmeßverfahren.

Der Hauptvorteil des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, daß ein Entladungsgefäß (Zelle) nach Art der bekannten Photozellen benutzt werden kann, wodurch eine bisher nicht bekannte, für dieses Temperaturgebiet sehr empfindliche, einfache und betriebssichere neue Art der Temperaturmessung gegeben ist.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen einer Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens beispielsweise dargestellt.

Abb. ι zeigt eine perspektivische Ansicht eines Entladungsgefäßes nach der Erfindung, Abb. 2 eine weitere Äusführungsform,

Abb. 3 den vergrößerten Querschnitt einer Zuführung nach Abb. 1 und

Abb. 4 eine Anwendungsmöglichkeit des Verfahrens auf die Regelung und Messung der Temperatur einer Flüssigkeit.

In Abb. ι ist 1 das ,Entladungsgefäß mit dem Quetschfuß 2 und dem Sockel 3. 4 ist die Kathode und 5 die Anode. Die Kathode besteht aus einer Alkalisubstanz, und zwar vorzugsweise aus Cäsium und Rubidium, die als dünne Schicht fest an der Innenfläche des Gefäßes anliegt. Die Substanz wird dem Gefäß in ähnlicher Weise zugeführt, wie es bei photoelektrischen Zellen der Fall ist.

Die Anode besteht vorzugsweise aus einem

Draht, der in Richtung der Achse des Gefäßes angeordnet ist, und ist mit einem äußeren Kontakt, beispielsweise dem Stecker 6, verbunden. Die übrigen drei Stecker sind blind, so daß die Röhre in eine Normalfassung eingesetzt werden kann. Der Anschluß der Kathode an den äußeren Stromkreis erfolgt durch den Leiter 7. Die Anode 5 trägt eine kreisförmige Platte 8 mit einer Kapsel 9, die Cäsiumbichromat und eine SiIiciummischung enthält. Wird die Kapsel in einem Hochfrequenzfeld erhitzt, so entweicht aus der Kapsel Cäsiumdampf, der sich dann auf dem oxydierten Metallüberzug kondensiert und wahrscheinlich aus «Oxyden und Oxydulen des Cäsiums besteht.

Abb. 2- zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung. Hier ist die zo Elektronen enjittierende Substanz auf eine . Metallplatte 10 aufgebracht, die von der Gefäßwandung einen gewissen Abstand hat. Infolge dieses Abstandes tritt bei einer derartigen Anordnung eine Zeitverzögerung zwisehen den äußeren Temperaturschwankungen und den Änderungen der Elektronenemission ein, so daß diese Anordnung auf solche Fälle beschränkt bleibt, bei denen die Temperaturänderungien mir langsam vor sich gehen. Die Metallplatte kann die Form eines Halbzylinders haben, dessen Hauptachse in Richtung des Gefäßes liegt, oder sie besteht aus einer flachen Platte bzw. einer Anzahl Platten, die rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Als Material wird Silber, Kupfer, Nickel, Wolfram, Molybdän oder irgendein anderes leicht oxydierbares Metall verwendet. Die Platte wird von dem Quetschfuß 2 und den Drähten 11, 11 getragen, wobei ein Draht mit dem Stecker 12 verbunden ist. Die Kapsel 9 auf der Spitze der Anode 5 enthält wieder die Alkalisubstanz, um auf der Platte 10, die zuvor oxydiert worden ist, eine Elektronen emittierende Fläche zu erzeugen.
Die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung stellt eine empfindliche Vorrichtung dar, die auf kleine Temperaturänderungen, insbesondere zwischen 80 und 150 ^er C, anspricht. Die Kathodenfläche gibt bei. diesen relativ niedrigen Temperaturen im Gegensatz zu der photoelektrischen Emission hohe Emissionswerte. Eine !Fläche von ungefähr 18 qcm erzeugt bei 130° C einen Elektronenstrom von etwa 3 Mikroampere. Es ist nicht ratsam, die beschriebene Anordnung bei Temperaturen über 200° C anzuwenden, weil die Alkalischicht dann zu zerstäuben beginnt. Andererseits ist die Emission unterhalb 80⁰C zu klein, um praktisch verwendet zu werden. Die Elektronenemission in dem erwähnten Temperaturbereich ändert sich annähernd zwanzigmäl so schnell wie die Änderung in der Temperatur, wodurch wesentliche Vorteile gegenüber den Thermoelementen erzielt werden. Der Temperaturbereich von 80 bis 150° C ist für die Praxis sehr wichtig, weil in diesem Bereich die Herstellung und Behandlung von Emaille, Schokoladen, Gebäck usw. vorgenommen wird. '

Abb. 4 zeigt eine Anwendungsmöglichkeit des Verfahrens nach der Erfindung, bei der die Temperatur einer Flüssigkeit 13 mit Hilfe der neuen Anordnung.angezeigt und geregelt wird. Die Flüssigkeit befindet sich in einem Behälter 14, der von einem wärmeisolierenden Material 16 umgeben ist, und wird von einer Heizvorrichtung 20 geheizt. Das Entladungsgefäß i. ist unter Zwischenschaltung einer Flüssigkeitsdichtung 17 an dem Behälter befestigt. Der Stromkreis des Entladungsgefäßes enthält die Batterie 18 und den Strommesser 19 bzw. ein Relais zur Regelung der Brennstoffzufuhr zur Heizvorrichtung. Der Strommesser kann auch mit einer Temperaturskala versehen sein, so daß die Temperatur der Flüssigkeit 13 unmittelbar abgelesen werden kann.

Claims (1)

1. Patentanspruch :

   Verfahren zur Messung und Regelung von Temperaturen innerhalb des Bereiches von 80 bis 150⁰ C, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte Elektronenentladungsröhre, deren Kathode durch eine auf einer Unterlage festhaftende Schicht eines Alkalimetalls, vorzugsweise einer Schicht von'Cäsium oder Rubidium, gebildet wird, auf die zu messende oder zu regelnde Temperatur gebracht wird und der entstehende Elektronenstrom in bekannter Weise als Maß für die Temperatur dient.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen