CH399774A

CH399774A - Fühler für Widerstandsthermometer und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: CH399774A
Application number: CH50362A
Authority: CH
Inventors: Schaer Etienne; Gfroerer Hanspeter
Original assignee: Ciba Geigy
Priority date: 1962-01-16
Filing date: 1962-01-16
Publication date: 1965-09-30
Also published as: GB1029852A

Description

Fühler für Widerstandsthermometer und Verfahren zu dessen Herstellung
Zur elektrischen Messung von Temperaturen verwendet man am Messort als Temperaturfühler in grossem Umfang Drahtspiralen, beispielsweise aus Platindraht. Der Widerstand der Spirale ändert sich in Abhängigkeit von der Temperatur, so dass sich die Temperatur durch Messung des augenblicklichen Widerstandes der Spirale, beispielsweise mittels einer Brückenschaltung, bestimmen lässt. Die Platinspirale ist im allgemeinen in einer Glashülse eingeschmolzen und kann nicht unmittelbar mit dem zu messenden Medium in Berührung stehen, weshalb man sie üblicherweise in einem Schutzrohr unterbringt.

Dieses Schutzrohr muss auch unter rauhen Betriebsbedingungen mechanisch genügend widerstandsfähig sein und soll gleichzeitig ein möglichst günstiges Verhältnis von Wärmekapazität zu Wärmeleitung aufweisen, damit der Messwert möglichst ohne Zeitverzögerung der tatsächlichen Temperatur am Messort folgt. Das niemals gänzlich zu vermeidende Nacheilen der Anzeige gegenüber der tatsächlichen Temperatur wird im allgemeinen durch die sog. Halbwertzeit des Fühlers bewertet, das ist die Zeit innerhalb welcher nach dem plötzlichen Verbringen des Fühlers an dem Messort der Halbe Endausschlag erreicht wird.

Die Erfindung betrifft einen Fühler für Widerstandsthermometer, dessen elektrisch isolierter Fühlerwiderstand sich innerhalb einer Schutzhülse be findet, wobei zwischen Schutzhülse und Fühleiwider- stand eine feste Zwischenlage aus gut wärmeleitendem Material liegt.

Es wurde gefunden, dass ein sehr guter Wärmekontakt zwischen Schutzhülse und Fühlerwiderstand und damit eine besonders günstige Fühlercharakteristik erfindungsgemäss dadurch erreicht werden kann, dass die wärmeleitende Zwischenlage mittels der Schutzhülse fest um den Fühlerwiderstand gepresst ist.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung des neuartigen Fühlers. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zuerst der Fühlerwiderstand und die Zwischenlage in die Schutzhülse eingebracht werden und dann die Schutzhülse von aussen mechanisch zusammengepresst wird, bis sie die Zwischenschicht zumindest zonenweise auf den Fühlerwiderstand presst. Vorzugsweise erfolgt das Zusammenpressen der Schutzhülse durch Einwalzen kreisförmiger oder achsparalleler Rinnen.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch dieses Zusammenpressen, insbesondere Einwalzen, der zumeist aus Glas od. dgl. zerbrechlichem Isoliermaterial bestehende Isolierkörper des Fühlerwiderstandes fast nie zerstört, jedoch fast immer ein ausgezeichneter Kontakt zwischen Schutzhülse, Zwischenlage und der elektrisch isolierten Oberfläche des Fühlerwiderstandes erreicht wird.

Vorteilhafterweise verwendet man als Material für die Zwischenlage eine oder mehrere Lagen einer Metallfolie. Erfolgt das Umpressen der Schutzhülse um den Fühlerwiderstand durch Einwalzen, so wird gleichzeitig eine gerippte Oberfläche der Schutzhülse erreicht. Dies vergrössert die Oberfläche der Schutzhülse und verringert mindestens teilweise die Wandstärke der Schutzhülse ohne Beeinträchtigung der Festigkeit. Beides bewirkt eine zusätzliche Verbesserung des Wärmeüberganges vom gemessenen Medium zur Widerstands spirale.

An Hand der beiliegenden Zeichnung wird anschliessend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert, wobei
Fig. 1 den Fühler bei der Montage und
Fig. 2 den fertigen Fühler darstellt.

Fig. 1 zeigt im Schnitt das Vorderende des Fühlers bei der Montage. Eine als Messwiderstand dienende Platinspirale befindet sich innerhalb eines Glaskörpers 10, aus dem zwei Anschlussdrähte 12 herausragen. Der Glaskörper 10 wird in ein am vorderen Ende verschlossenes Rohr 14 aus einem korrosionsfesten Material, wie z. B. V4A eingebracht, wobei sich zwischen dem Glaskörper 10 und der Schutzhülse 14 mehrere, darstellungsgemäss drei, Lagen Metallfolie 16 befinden. Die Metallfolie besteht aus gut wärmeleitendem Material, vorteilhafterweise aus Aluminium, Kupfer oder Silber. Darauf wird das Schutzgehäuse 14 fest um den Glaskörper 10 gepresst.

Dadurch ergibt sich ein fester Kontakt zwischen Schutzhülse und Fühlerwiderstand, wodurch der Wärmeübergang erleichtert wird.

Das Anpressen erfolgt hier durch Einwalzen. Die Fig. 2 zeigt den Temperaturfühler nach dem Einwalzen, wodurch parallel zur Achse der Schutzhülse ge richtete Walzrinnen 20 erzeugt wurden. Die Walzrinnen 20 sind so tief, dass beim Einwalzen ein Komprimieren und gegebenenfalls Verformen der zwischen Schutzrohr 14 und Glaskörper 10 befindlichen Metallfolie 16 erreicht wird. Wie man sieht, wird dadurch die Oberfläche des Schutzrohres in der Nähe des Messwiderstandes vergrössert, gleichzeitig verringert sich die Materialstärke im Boden der Rinnen 20, was einen erhöhten Wärmeübergang ohne Verringerung der mechanischen Festigkeit erreichen lässt.

Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 eingeschränkt. So ist es beispielsweise auch möglich, die Walzrinnen längs der Richtung des Schutzrohres verlaufend einzuwalzen.

Weiterhin kann die Zwischenlage zwischen Schutzrohr und Fühlerwiderstand auch aus gegebenenfalls ! einem nicht metallischen Stoff bestehen, der in Folienform oder auch in anderer Form zwischen Schutzrohr und Fühlerwiderstand eingebracht wird.

Wichtig ist eine gute Wärmeleitfähigkeit und eine geringe Wärmekapazität. Diese Eigenschaften sind im allgemeinen in optimaler Weise bei den bereits erwähnten Metallen Silber, Kupfer und Aluminium gegeben.

Claims

PATENTANSPRUCH 1 Fühler für Widerstandthermometer, dessen elektrisch isolierter Fühlerwiderstand sich innerhalb einer Schutzhülse befindet, wobei zwischen Schutzhülse und Fühlerwiderstand eine feste Zwischenlage aus gut wärmeleitendem Material liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitende Zwischenlage mittels der Schutzhülse fest um den Fühlerwiderstand gepresst ist.

UNTERANSPRÜCHE 1. Fühler nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeleitende Zwischenlage durch eine oder mehrere Lagen Metallfolie gebildet ist.

2. Fühler nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Rinnen kreisförmig um die Schutzhülse herum verlaufen.

3. Fühler nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Rinnen parallel zur Achse der Schutzhülse verlaufen.

PATENTANSPRUCH II Verfahren zur Herstellung eines Fühlers für Widerstandsthermometer nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst der Fühlerwiderstand und die Zwischenlage in die Schutzhülse eingebracht werden und dann die Schutzhülse von aussen mechanisch zusammengepresst wird bis sie die Zwischenschicht zumindest zonenweise auf den Fühlerwiderstand presst.

UNTERANSPRÜCHE 4. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusammenpressen der Schutzhülse durch Einwalzen kreisförmiger Rinnen erfolgt.

5. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusammenpressen der Schutzhülse durch Einwalzen achsparalleler Rinnen erfolgt.