CH390388A - Verfahren zur Herstellung von Messwiderständen - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung von   Mefiwiderständen   
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von z. B. bei elektrischen   Widerstands-    thermometern benützten Messwiderständen, welche hauptsächlich in Fachgebieten, die mit hohen Betriebstemperaturen arbeiten, voll zur Ausnützung gelangen können. Verschiedene Ausführungen derartiger Messwiderstände sind bekannt. Insbesondere ist auch eine Ausführung bekannt, bei welcher sich in Längskanälen eines keramischen Körpers eine Drahtwendel befindet, die an die Kanalwand lokal angeschmolzen ist.

   Dies geschieht aus dem einfachen Grunde, um eine Widerstandsfähigkeit des Thermometers gegen Erschütterungen zu erzielen bei gleichzeitiger Berücksichtigung der Notwendigkeit, die Wärme-Dilatationsbewegungen des Widerstandsleiters nicht zu verhindern, damit eine gute Stabilität des elektrischen Ausgangswiderstandes erzielt und ein vollkommener Funktionsverlauf des Widerstandes garantiert wird.



   Gemäss dem bekannten Verfahren wird das lokale Aufschmelzen der   Widerstandswendel    auf die Kanalwand mit Hilfe einer Glasursuspension, die in das Kanalinnere gebracht wird, ausgeführt. Die Methode erfordert einen langwierigen Trocknungsprozess, und das genaue, lokale Dosieren der erforderlichen Glasurmenge ist hierbei nur schwer erzielbar. Ein weiterer Nachteil der bekannten Ausführungen beruht darin, dass die Abnahme der Glasurviskosität bei hohen Temperaturen ein   verlässliches    Befestigen der Wendel unsicher macht und dass die Verdampfung des Widerstandsmaterials ein ständiges Erhöhen des Wertes des   Ausgangswiderstandes    zur Folge hat.



   Das Kennzeichen des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass das Befestigen der Drahtspiralen durch Anschmelzen von in die Spirale gelegten Glasfasern an der Kanalwand vorgenommen wird.



   Einige Ausführungsbeispiele des erfindungsgemä ssen Verfahrens werden anhand der Zeichnung erläutert. Es wird auch ein Beispiel der erfindungsgemä  ssen    Verwendung dargelegt.   Es bedeuten:   
Fig. 1 eine axiale Ansicht und einen Längsschnitt durch einen Messwiderstand,
Fig. 2 und 3 zwei aufeinanderfolgende Phasen bei der Herstellung einer weiteren Ausführungsart,
Fig. 4 die Ausgangssituation bei der Herstellung einer dritten Ausführung,
Fig. 5 veranschaulicht das Vorgehen bei einer Verwendung eines nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Messwiderstandes, und
Fig. 6 zeigt einen weiteren Schritt beim Verfahren gemass Fig. 5.



   In Fig. 1 bedeutet 1 die Widerstandswendel, welche sich im Innern des Kanals 2 des keramischen Körpers 3 befindet, und 4 die Glasfasern, die sich im Wendelinnern befinden. Durch entsprechende Erwärmung schmelzen dieselben, sichern so die gegenseitigen Entfernungen der einzelnen Spiralgewinde und befestigen sie im keramischen Körper. Dieser Zustand ist in der zweiten Hälfte der Schnittabbildungen (Längsschnitt) nach Fig. 1 angedeutet. Durch richtiges Dimensionieren und durch richtige Materialwahl für die Fasern 4 entsteht die gewünschte geometrische Form an der Aufschmelzstelle bei voller Respektierung der Notwendigkeit,   Wärme-Dilatationsbewegun-    gen des Widerstandsmaterials zuzulassen. Während des Schmelzens der Glasfasern kann ein gleichmä ssigerer Verlauf der Verteilung der Einschmelzung durch Einwirkung von Vibrationen erzielt werden.  



  In diesem Falle eignet sich insbesondere eine Schalloder Ultraschall-Einwirkung.



   Gemäss Fig. 2 wird ausser der Glasfaser 4 in die Wendel noch ein Stäbchen 5 aus hitzebeständigem Material gelegt, z. B. mit Isolierüberzug versehene Keramik oder Metall. Nach Schmelzen der Glasfaser bildet sich eine Partie, in welcher die Spirale angeschmolzen wird, wie in Fig. 3 angedeutet. Diese Ausführungsart bestitzt den Vorteil, dass auch bei hohen Betriebstemperaturen, bei welchen das Glas der Einschmelzung eine nur noch unbedeutende Viskosität aufweist, doch noch eine gute Befestigung der Wider  standswendei    garantiert ist. Hiebei ist es notwendig, darauf aufmerksam zu machen, dass das Stäbchen 5 an einem oder an beiden Enden mit dem keramischen Körper fest verbunden ist.



   Ähnlich wirkt auch die Ausführung gemäss Fig. 4, wo das zur Gewinnung der Einschmelzmasse bestimmte Glas in Form eines Mantels oder Röhrchens auf dem Stäbchen 5 angeordnet ist.



   Gemäss Fig. 5 ist der Messwiderstand 6 in einem dickwandigen Röhrchen 7 in einer Gasatmosphäre mit Überdruck angeordnet. Dadurch verringert sich die Verdampfungsgeschwindigkeit des Widerstandsmaterials. Das Füllmittelgas wird mit Rücksicht auf die chemischen Eigenschaften und den Diffusionskoeffizienten gewählt. In vielen Fällen kann mit Erfolg Stickstoff benützt werden. Die gasdichte Einschmelzung 8, durch welche Zuleitungen 9 und eine Füllkapillare 10 führen, befindet sich ausser dem Bereich der zu messenden Temperatur in der Nähe des Armaturkopfes des Widerstandsthermometers und wird deshalb thermisch nicht beansprucht. Die Einschmelzung 8 wird vorteilhafterweise als sogenannte   Druckeinschmelzung    ausgeführt.

   Für diesen Zweck wird das Glas und Material des Mantels so gewählt, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient des Mantels grösser ist als beim Glas, wodurch im Glas nach dem Einschmelzen eine radial verteilte Innenspannung erzielt wird. Die Einschmelzung befindet sich dadurch ständig im   Überspannungszustand    und weist eine Widerstandsfähigkeit gegenüber eventueller Zugkraftbeanspruchung auf.



   Das Druckgas kann in das Innere des Thermometers entweder vermittels der Kapillare 10 eingeführt werden oder aber wird die physikalische Entwicklung des Gases durch Verdampfung des festen oder flüssigen Stoffes, welcher sich im Innern der Druckröhre 7 befindet, ausgenützt, gegebenenfalls wird der Gasüberdruck   durch    Einführen einer chemischen Reaktion erzielt; nach der Einführung der Reagenz-Substanz in den Raum 7 und der Durchführung der Einschmelzung 8 verläuft die Reaktion nach entsprechender Erwärmung. Durch geeignete Wahl der Stoffe, aus welchen sich das Gas entwickelt, kann Phasengleichgewicht im Mantelinnern erzielt werden. Es kann hierdurch die Bildung eines unzulässig hohen Druckes verhindert werden, gegebenenfalls können auch bestimmte zufolge Diffusion entstandene Verluste ausgeglichen werden.



   Wie bekannt, werden die Messwiderstände vor dem Einschieben in das Gehäuse der Widerstandsthermometer zuerst in sogenannte Messeinlagen gelegt, wodurch deren Auswechselbarkeit sehr erleichtert wird. Es kann nun gerade die Druckröhre 7 bei Einhaltung der entsprechenden Normen als Messeinlage ausgeführt werden, wie in Fig. 6 angedeutet ist.



  Dadurch verringert sich der Widerstand der Wärme übertragung zwischen der Aussenwand des Thermometers und dem Messwiderstand, und der Einbau in eine besondere Messeinlage fällt weg.



   Die beschriebene Ausführung ermöglicht die Erzeugung von Messwiderständen mit einer erhöhten Genauigkeit, die auch bei höheren Betriebstemperaturen benützt werden können. Die Verlässlichkeit dieser Messwiderstände erhöht sich wesentlich, und der Bereich ihrer Anwendung erstreckt sich auch auf den Temperaturbereich, wo bisher nur Thermoelemente angewandt wurden. Bei den Widerstandsthermometern wird gegenüber den Thermoelementen eine weit grössere Steuerleistung erzielt, was die Anwendung anspruchsloserer Messeinrichtungen gestattet. Durch die beschriebene Ausführung wird ausser den übrigen angeführten Vorteilen eine grössere Wirtschaftlichkeit erzielt.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH 1 Verfahren zur Herstellung von Messwiderständen mit in Längskanälen (2) eines keramischen Körpers (3) befindlichen Drahtwendeln (1), die an die Kanalwand lokal fefestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Befestigen durch Anschmelzen von in die Wendel gelegten Glasfasern (4) an der Kanalwand vorgenommen wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ausser den Glasfasern (4) in die Widerstandswendeln ein hitzebeständiges Stäbchen (5) gelegt wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zum Befestigen der Widerstandswendeln (4) bestimmte Glas auf die Oberfläche der in das Spiralinnere zu liegenden hitzebeständigen Stäbchen (5) aufgetragen wird.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass während des Anschmelzens Vibrationen oder Schall auf den keramischen Körper, Wendel und Glasfasern zur Einwirkung gebracht werden.

   PATENTANSPRUCH II Verwendung eines nach dem Verfahren nach Patentanspruch I hergestellten Messwiderstandes, dadurch gekennzeichnet, dass man diesen Messwiderstand unter Gasüberdruck in einem tlberdruckröhr- chen (7) von solcher Länge anordnet, dass die Einschmelzung (8) der elektrischen Zuführungen (9) sich ausserhalb dem Bereich einer hohen Temperatur befinden.

   UNTERANSPRUCH 4. Verwendung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck auf physikalischem oder chemischem Weg durch Erwärmung einer Substanz gebildet wird, welche in das Röhrchen (7) vor Durchführung der Einschmelzung (8) eingeführt wird.