DE1573294C3

DE1573294C3 - Verfahren zur Herstellung eines Temperaturfühlers für ein Widerstandsthermometer

Info

Publication number: DE1573294C3
Application number: DE1573294A
Authority: DE
Inventors: William Hery Bognor Regis Sussex Bales (Grossbritannien)
Original assignee: Rosemount Engineering Co Ltd
Current assignee: Emerson Process Management Ltd
Priority date: 1964-06-22
Filing date: 1965-06-09
Publication date: 1974-06-27
Also published as: GB1097595A; US3334322A; DE1573294A1; DE1573294B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aus einer vorgeformten Drahtwendel mit einem Überzug aus Isoliermaterial bestehenden Temperaturfühlers für ein Widerstandsthermometer, bei dem das Isoliermaterial die Drahtwendel trägt.

Bei einem derartigen Temperaturfühler ist es bekannt, die Windungen der Wendel, gegebenenfalls unter Verwendung eines Hilfsträgers, so auszurichten, wie sie in dem fertiggestellten Temperaturfühler angeordnet sein sollen. Es wird sodann der aus dem Isoliermaterial bestehende Überzug aufgebracht und durch Erwärmung oder Sintern verfestigt. Hierbei muß der Draht der Wendel entweder die erforderliche Stärke aufweisen oder ein Träger verwendet werden, damit die Abstände zwischen den Windungen sich beim Aufbringen des Isoliermaterials nicht ändern. Ein derartiges Verfahren ist zur Bearbeitung von Drahtwendeln besonders kleiner Durchmesser nicht geeignet. Bei einem weiteren Verfahren, bei dem ebenfalls die Wendel zunächst auf einen TrägSf ausgerichtet wird, ist es bekannt, zur Fixierung der Wendel Überzüge aus Email zu verwenden. Die Verfestigung des Überzuges erfolgt auch hierbei durch Hitzebehandlung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Temperaturfühler aus einer vorgeformten Drahtwendel in der Weise zu schaffen, daß die Ausrichtung der einzelnen Windungen der Drahtwendel gegeneinander frei vom Einfluß äußerer Kräfte während der Ausbildung des Überzuges aus Isoliermaterial erfolgt.

Dieses wird bei dem eingangs näher erläuterten Verfahren erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Drahtwendel erst nach Eintauchen in das noch flüssige Isoliermaterial von hoher Oberflächenspannung und von geringem Adhäsionswi.nkel infolge dieser Eigenschaften ihre endgültigen Dimensionen erreicht und dann in bekannter Weise durch Hitzebehandlung diese Dimensionen festgehalten werden.

Die Flüssigkeitsoberfläche neigt dazu, auf ein Minimum zu schrumpfen, und preßt den vorgeformten Draht in eine kompakte Form, die erhalten bleibt, wenn die Flüssigkeit erstarrt ist.

Vorteilhafterweise besteht das flüssige Isoliermaterial aus einer Mischung aus Glas und Wasser. Es kann auch aus einer Mischung aus Glas und Alkohol bestehen oder Glas in geschmolzenem Zustand sein.

Zur Einstellung des Widerstandes des Temperaturfühlers kann es zweckmäßig sein, daß das flüssige Isoliermaterial zunächst auf einen Teil der Drahtwendel aufgebracht und dort verfestigt wird und anschließend das flüssige Isoliermaterial auf den Rest der Drahtwendel aufgebracht und ebenfalls verfestigt wird. Dieses Vorgehen in zwei Stufen ermöglicht eine genaue Einstellung des noch freiliegenden Drahtes, nachdem diesem in der ersten Stufe ein begrenzter Halt gegeben worden ist und bevor die gegebenenfalls geforderten Eigenschaften des fertigen Temperaturfühlers endgültig festgelegt sind.

Zur Erhöhung der Festigkeit des Temperaturfühlers oder auch zur Schaffung einer Rückführleitung kann die Drahtwendel vor dem Aufbringen des flüssigen Isoliermaterials auf eine zentrale Stütze lose aufgebracht werden. Zur Schaffung einer Rückführleitung besteht die Stütze vorteilhafterweise aus einem feinen Dorn oder Draht aus Nickel, der mit einer dünnen, isolierenden Schicht dadurch versehen wird, daß die Anordnung zur Oxydation der Oberfläche des Domes in einem Sauerstoff enthaltenden Gas erhitzt wird.- Ein Ende der Wendel ist dabei mit dem Nickeldorn verbunden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, das an Hand der nachfol-

genden Beschreibung näher erläutert wird. Es zeigt

F i g. 1 einen Teil eines Temperaturfühlers vor der Aufbringung des Überzuges und

F i g. 2 die Anordnung gemäß F i g. 1 nach dem Aufbringen des Überzuges.

ίο Wie aus den Figuren ersichtlich, besteht die dargestellte Widerstandsdrahtanordnung aus einer Platindrahtwendel 11, die lose um einen Dorn 12 aus Nickel gewickelt ist. Die Wendel 11 ist mit einem Ende 13 zu dem Ende 14 des Domes 12 hin gebogen.

Der Dorn 12 bildet eine Rückführleitung von dem Ende 13 der Wendel 11 zu ihrem anderen Ende. Die Wendel 11 befindet sich mit Ausnahme des Endes 13, an dem sie zu dem Dorn hin gebogen ist, in einem Abstand von dem Dorn 12.

Auf die in F i g. 1 gezeigte Anordnung wird als flüssiges Isoliermaterial eine Mischung 15 aus Glas und Wasser aufgebracht. Diese Mischung besteht aus pulverisiertem Glas, das mit dem Wasser eine Suspension bildet. Die Oberflächenpannung der Mischung ist so groß, daß die Mischung zwischen der Wendel 11 und dem Dorn 12 gehalten wird, um die Anordnung in einer kompakten Form zu halten. Die leitenden Elemente werden von der Glas-Wasser-Mischung 15 bedeckt, und zwar mit Ausnahme der freien Enden 16 des Domes und des Drahtes II, die als Anschlußklemmen für das Thermometer dienen. Die Wendel kann eine Doppelwendel sein, so daß beide Enden der Wendel an demselben Ende der Anordnung liegen.

Die bestrichene Anordnung wird erhitzt, so daß das Wasser verdampft und das Glas gegebenenfalls schmilzt. Das Wasser dient nur zum Zweck, die Aufbringung des Glases zu ermöglichen. Die Oberflächenspannung und der Adhäsionswinkel des geschmolzenen Glases sind so, daß die Anordnung in einer kompakten Form gehalten wkd. Die Anordnung kühlt dann ab, und es bildet sich eine feste Kapsel für das Element.

Ein Teil der Wendel 11 kann beim ersten Verfahrensschritt außerhalb der Mischung 15 verbleiben, so daß ζ. B. der herausstehende Teil der Wendel auf sich selbst aufgewickelt werden kann, um den Gesamtwiderstand des Temperaturfühlers zu verringern. Danach kann dieser Teil in der oben beschriebenen Weise überzogen werden.

Auf diese Weise werden Anordnungen bis zu einem Durchmesser von etwa 0,25 mm hergestellt. Die Fühler haben den Vorteil, daß sie gegen Stöße unempfindlich sind, ohne daß die Wärmespeicherfähigkeit wesentlich größer ist als bei nicht überzogenen Drähten. Kleine, auf diese Weise hergestellte Fühler eignen sich beispielsweise für eine Befestigung in normalen medizinischen hypodermischen Nadeln für Temperaturmessungen bei Patienten während einer Operation. Die Fühler brauchen nicht im wesentlichen zylindrisch zu sein. Sie können irgendeine geeignete Form haben, wie z. B. die Form eines Teils eines Toroides.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines aus einer vorgeformten Drahtwendel mit einem Überzug aus Isoliermaterial bestehenden Temperaturfüh-

lers für ein Widerstandsthermometer, bei dem das Isoliermaterial die Drahtwendel trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtwendel erst nach Eintauchen in das noch flüssige Isoliermaterial von hoher Oberflächenspannung _ω und von geringem Adhäsionswinkel infolge dieser Eigenschaften ihre endgültigen Dimensionen erreicht und dann in bekannter Weise durch Hitzebehandlung diese Dimensionen festgehalten werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als flüssiges Isoliermaterial eine Mischung aus Glas und Wasser verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als flüssiges Isoliermaterial eine Mischung aus Glas und Alkohol verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das als flüssiges Isoliermaterial geschmolzenes Glas verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Isoliermaterial zunächst auf einen Teil der Drahtwendel aufgebracht und dort verfestigt wird und anschließend das flüssige Isoliermaterial auf den Rest der Drahtwendel aufgebracht und ebenfalls verfestigt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtwendel vor dem Aufbringen des flüssigen Isoliermaterials auf eine zentrale Stütze lose aufgebracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Stütze aus einem Nickeldorn besteht und die Anordnung zur Oxydation der Oberfläche des Domes in einem Sauerstoff enthaltenden Gas erhitzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen