DE169497C

DE169497C - Thermoelektrisches Pyrometer zum Messen der Temperatur geschmolzener Leiter.

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Publication number: DE169497C
Application number: DE1904169497D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1904-06-28
Filing date: 1904-06-28
Publication date: 1906-04-02
Also published as: FR344418A; GB190414545A

Description

CAISERTTCMU

PATENTAMT.

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an thermoelektrische!! Elementen, insbesondere an solchen, welche bei Pyrometern zum Messen der Temperatur von Bädern, z. B. von geschmolzenem Blei, Kupfer, Aluminium u. dgl., sowie zur Messung der Temperatur von Quecksilberbädern oder Bädern von niedrigen Temperaturen Verwendung finden. , .

ίο Bisher wurden die für diese Zwecke benutzten Pyrometer aus zwei Elementen zusammengesetzt, die z. B. aus Platin und Platinlegierung oder Stahl und Nickel usw. bestanden. Das erhitzte Metall, dessen Temperatur zu bestimmen war, wurde dabei als leitende Verbindung zwischen die Enden der getrennt gehaltenen Bestandteile des Thermoelementes gelegt, oder es wurden die in das Metallbad eingetauchten Enden durch elek-Irische Schweißung miteinander verbunden. Hierbei werden die Enden der Elemente durch wiederholte und fortgesetzte Benutzung bald brüchig, angegriffen oder amalgamiert, und folglich werden die Angaben des In-

35, strumentes unzuverlässig. Da es schwierig ist, die Verbindungen auszubessern, so müssen* gewöhnlich die alten Elemente durch neue ersetzt werden.

Nach vorliegender Erfindung werden nicht direkt die Enden der Elemente miteinander verbunden, sondern dieselben werden getrennt gelassen, und ihre Verbindung wird durch das flüssige Metallbad hergestellt, in welches die Enden eingeführt werden; oder dasselbe Resultat wird dadurch erreicht, daß das Gefäß als eines der Elemente des Elementenpaares benutzt wird, oder es wird das eine Element oder ein Teil desselben durch den in das Bad eingetauchten zu behandelnden Körper gebildet. Die angegriffenen oder amalgamierten Enden können abgeschliffen oder leicht durch neue ohne große Kosten ersetzt werden.

Die Erfindung besteht daher wesentlich aus einem thermoelektrischen Elementenpaar, welches zwei getrennte Elemente enthält, einem Flüssigkeitsbade, in welches die genannten Elemente eingetaucht werden, sowie aus Meßinstrumenten, vermittels welcher die durch die Temperaturdifferenzen an den entgegengesetzten Enden der voneinander verschiedenen Metalle hervorgerufenen elektromotorischen Kräfte gemessen werden.

In den beiliegenden Zeichnungen stellt

Fig. ι einen Aufriß, teilweise im Schnitt, dar, aus welchem schematisch die Form des die Erfindung verkörpernden Pyrometers zu sehen ist.

Fig. ι a zeigt die Elemente, welche durch Isolationsmaterial aneinander gehalten werden.

Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, bei welcher der Behälter eines der Elemente des Elementenpaares bildet.

Fig. 3 zeigt den zu behandelnden Körper direkt in Verbindung mit einem der Elemente, wobei dieser Körper das zweite Element ersetzt.

Fig. 4 und 5 zeigen abgeänderte Anordnungen der Elemente.

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung, welche die den. zu behandelnden und in den Stromkreis geschalteten Körper haltende Zange zeigt. : ■- -..:.■■ . ; l ■ .. . .·. ..·■■>;.■: ' .

Fig. 7 zeigt das Element und den zu behandelnden Körper miteinander verbunden.

Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht eines zum Verzinnen u. dgl. gebrauchten Apparates. In Fig. ι sind mit A und B die Elemente eines thermoelcktrischen Elementcnpaares bezeichnet, deren Enden a, b voneinander getrennt sind, anstatt, wie gewöhnlich, miteinander verbunden zu sein. C ist ein Gefaß, \velches die Form eines Topffes oder Schmelztiegels haben kann, oder es kann dieser Teil auch durch einen Teil des Brennofens selbst gebildet werden, in welchen die Elemente A, B eingelegt werden. Wenn gewünscht, kann mittels eines passenden Halters D, welcher mit einer Befestigungsvorrichtung i, 2 zum Halten der Elemente versehen ist, die richtige Lage der Elemente A und B eingestellt werden. E ist ein elek-

ao irisches Meß- oder Zählinstrument, z. B. ein Voltmeter von passender Konstruktion, an dessen Klemmen die Elemente durch Drähte 10 und 11 angeschlossen sind.

Es ist leicht zu verstehen, daß, wenn die Enden der Elemente A, B in das in dem Behälter C enthaltene Bad eingetaucht sind, die Flüssigkeit oder das geschmolzene Metall selbst als Verbindung oder Brücke zwischen den beiden Enden wirkt, so daß ein Strom in derselben Weise, als wenn die Elemente direkt miteinander verbunden wären, entsteht, wobei die Stärke der elektromotorischen Kraft von der Temperaturdifferenz zwischen den beiden entgegengesetzten Enden der EIemente abhängig ist. Die Trennung der Elemente könnte auf einfache Weise, wie es Fig. ι angibt, oder durch Isoliermaterial / (Fig. ι a) bewirkt werden. Das Isoliermaterial müßte aus schwer schmelzbarem Material bestellen, wenn das Instrument zum Messen von hohen Temperaturen gebraucht werden soll.

Es ist augenscheinlich, daß das Gefäß, . wenn es aus demselben Metall oder Material wie eines der Elemente des Elementenpaares besteht, selbst als ein Element des thermoelektrischen Elementenpaares gebraucht werden kann, vorausgesetzt, daß ein Teil (A') , genügend lang ist, um das erforderliche kalte Ende zu bilden. Derselbe Erfolg kann auch dadurch erreicht werden, daß man eine Stange von demselben Material wie das Gefäß an dem Leiter befestigt. Diese Konstruktion ist aus Fig. 2 ersichtlich. Auch kann der zu erhitzende Körper an einem der Elemente befestigt werden, so daß er praktisch einen Teil desselben bildet, welcher mit dem anderen Element zusammenwirkt. Eine derartige Konstruktion ist in Fig. 3 dargestellt, wo P den in das Bad eingetauchten Körper bezeichnet, z. B. einen stählernen Spiralbohrer, und A ² eines der Elemente vorstellt, welches mit einer Anschlußklemme zum Festhalten des einzutauchenden Körpers versehen ist. Selbstverständlich kann auch, um den Körper festzuhalten und in elektrische Verbindung mit -dem Meßinstrument zu bringen, eine Zange benutzt werden (Fig. 6). Da die Beschaffenheit und Zusammensetzung des Stahls oder anderer Metalle in allen Teilen nicht die gleiche ist, so ist es vorteilhaft, Einrichtungen zu treffen, um den Widerstand des Stromkreises je nach den verschiedenen Bedingungen ändern zu können. Der in den Stromkreis eingeschaltete veränderliche Widerstand R ermöglicht, daß ein mit einer Skala versehenes Instrument bei einem aus verschiedenen Metallen bestehenden Element verwendet werden kann. Der Widerstand ist so zu regulieren, daß beim Eintauchen der Elemente in das Metallbad, welches gerade die Temperatur seines Schmelzpunktes besitzt, der Zeiger des Instrumentes einen dem bekannten Schmelzpunkt des Bades entsprechenden Ausschlag anzeigt. Bei EIementen, wie z. B. Nickel und Stahl, wurden leichte Veränderungen in den verschiedenen · Teilen des Materials die Ablesung des Instrumentes nicht merklich beeinflussen. Der veränderliche Widerstand gestattet auch den Gebrauch eines Instrumentes, dessen Skala durch Regulierung des Widerstandes leicht richtig eingestellt werden kann. Dieselbe Anordnung, wie aus Fig. 3 ersichtlich, wird in der Praxis beim Verzinnen und Galvanisieren von Metallplatten angewendet. In Fig. 4 ist ein Elementenpaar in passender Form für den gewerblichen Gebrauch dargestellt, λνο-bei eines der Elemente (A) die Form einer Stange hat und das andere (B) aus einem Rohr besteht. Der ringförmige Zwischenraum ist mit einem Isoliermaterial / ausgefüllt, welches aus einem schwer schmelzbaren Material bestehen muß, wenn das Instrument zum Messen hoher Temperaturen verwendet werden soll.

Wenn durch fortgesetzten oder wiederholten Gebrauch das den hohen Temperaturen ausgesetzte Ende brüchig wird oder ausgebrannt ist, so daß dadurch schon ein beträchtlicher Fehler beim Ablesen des Instru- . mentes entstehen kann, so können die angegriffenen Teile leicht durch Abschleifen oder auf andere Art entfernt werden, so daß eine neue Oberfläche dem Stromdurchgange in dem Flüssigkeitsbad dargeboten wird.

Für Pyrometer zur Messung von außerordentlich hohen Temperaturen bildet die in Fig. 5 dargestellte Anordnung eine passende Konstruktion. Hier ist Gebrauch von Primär- iao elementen A, B gemacht, welche nicht miteinander verbunden sind, ausgenommen, wenn

eine Verbindung durch die Flüssigkeit bewirkt wird, und welche aus einem gegen hohe Temperaturen widerstandsfähigen Material, wie Platin und Platinlegierung, bestehen. Mit diesen Elementen sind Leiter F und F' aus billigerem, weniger widerstandsfähigem Material, wie Stahl, verbunden. Diese zusätzlichen Leiter bilden Sekundärelementenpaare, die sich gegenseitig neutralisieren.

Es ist selbstverständlich, daß der Behälter C in Fig. 3 ähnlich wie der Behälter C in Fig. 2 als ein Element eines Elementenpaarcs benutzt werden kann.

In Fig. 6 wird das einen Spiralbohrer P bildende Element von einer Zange, die aus demselben Material wie der Bohrer besteht, um die Bildung von Sekundärströmen zu vermeiden, gehalten. In Fig. 7 ist das EIe-

ao ment B mit dem Bohrer P durch eine Klammer / aus nichtleitendem Material verbunden, so daß es jederzeit mit dem Bohrer entfernt werden kann, wodurch eine überflüssige Abnutzung des Elementes verhindert wird.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, kann dasselbe Prinzip in Verbindung mit Behältern oder Gefäßen zum Verzinnen oder Galvanisieren von Tafeln oder Platten benutzt werden. , Diese Anordnung ist wesentlich die- selbe wie vorher, C ist ein gußeiserner Kasten, B ein Element und P das andere Element, welches durch die zu behandelnde Platte gebildet wird.

Da die elektromotorische Kraft des EIementenpäares von der Temperaturdifferenz an den entgegengesetzten Enden der Elemente abhängig ist, so müssen, um die Wechselwirkungen in der die genannten äußeren Enden umgebenden Atmosphäre zu beseitigen, passende Einrichtungen zur Aufrechterhaltung einer konstanten Temperatur vorgesehen werden. Ein in Fig. 1 durch punktierte Linien angedeuteter und mit J bezeichneter Wasseroder Dampfmantel o. dgl. wird dem geforderten Zweck entsprechen und bei allen anderen hier beschriebenen Konstruktionen anwendbar sein.

Claims

Pate nt-An Sprüche:

1. Thermoelektrisches Pyrometer zum Messen der Temperatur geschmolzener Leiter, insbesondere flüssiger Metalle, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden aus verschiedenen Stoffen bestehenden, elektromotorisch wirksamen Bestandteile des Thermoelementes völlig voneinander getrennt sind und ihre Enden getrennt in das flüssige Metall tauchen.

2. Ausführungsform des thermoelektrischen Pyrometers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der beiden Bestandteile des Thermoelementes durch den zu behandelnden Körper, beispielsweise einem auszuglühenden Metallbohrer, gebildet wird.

3. Ausführungs'form des thermoelektrischen Pyrometers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der beiden Bestandteile des Thermoelementes durch den zu behandelnden Körper und der andere durch den das Metallbad enthaltenden Behälter gebildet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.