elektrische Temperaturmessung

8 Armaturen und Schutzrohre
Abbildung 52:
Verschiedene Temperaturfühler der Baureihe JUMO-HEATtemp
8.4 Anforderungen an das Schutzrohr
Das Thermoelement oder der Messwiderstand werden durch das Schutzrohr vor mechanischen
und chemischen Einflüssen geschützt. Hinsichtlich der Temperaturbeständigkeit werden beim Widerstandsthermometer
wegen der naturgemäß geringeren Maximaltemperatur nicht so hohe Anforderungen
gestellt wie beim Thermoelement, wenn diese in Schmelzen, Härtebädern und dergleichen
eingesetzt werden. Zudem müssen vom Schutzrohr in beiden Fällen mechanische Anforderungen
erfüllt werden, welche die Wandstärke, aber auch dessen Form und damit verbunden die
Druck- und Biegefestigkeit bestimmen. Hier stehen die bereits oben beschriebenen unterschiedlichsten
Bauformen zur Verfügung. Auf die für die unterschiedlichen Anwendungsfälle geeigneten
Materialien wird recht ausführlich von Lieneweg [2] eingegangen. Sie richten sich nach den chemischen
Bedingungen und den auftretenden Maximaltemperaturen. In einigen Anwendungsfällen
kann auch Erosion auf das Schutzrohr einwirken, etwa in Mischern sowie bei Schüttgütern, oder
wenn mit einem strömenden Medium Festkörper mitgeführt werden. Gegen derartige abrasive
Flüssigkeiten schützen Überzüge mit vergleichsweise dicken Schichtdicken, beispielsweise Hartverchromungen,
oder Schutzrohrmaterialien mit hohen Oberflächenhärten wie Siliziumkarbid. Bei
sehr schnell strömenden Medien sind auch Erosionerscheinungen durch Kavitation möglich. Hier
muss durch konstruktive Maßnahmen die Ausbildung von Wirbeln am Schutzrohr vermieden werden,
ohne dass jedoch Toträume entstehen, die das Ansprechverhalten negativ beeinflussen.
Im Hochtemperaturbereich gelten verschärfte Bedingungen hinsichtlich der mechanischen und
chemischen Beständigkeit der Schutzrohre. Besonders kritisch sind Salz-, Metall- und Glasschmelzen,
die durch ihre hohe Temperatur sehr reaktiv sind. Dabei ist bei allen Materialien stets
darauf zu achten, ob sich das Schutzrohr in einer neutralen, oxidierenden oder reduzierenden Atmosphäre
befindet, da hiervon vielfach die Maximaltemperatur abhängt.
Es wird zwischen metallischen, keramischen und metallkeramischen Materialien unterschieden.
Während die recht spröden keramischen Schutzrohre chemisch resistent und sehr temperaturfest
sind, bieten metallische Schutzrohre wegen ihrer Zähigkeit Vorteile der mechanischen Eigenschaften,
der Wärmeleitfähigkeit und der Temperaturwechsel-Beständigkeit. Keramische Materialen
werden auch dort eingesetzt, wo hohe Reinheiten gefordert sind, da sie mit dem Messmedium keine
Reaktionsprodukte bilden. Da sie so gut wie nicht ausdampfen, werden Vakuum- oder hochreine
Ofenatmosphären nicht verunreinigt. Die Maximaltemperaturen reichen bis ca. 1700°C.
JUMO, FAS 146, Ausgabe 2007-01
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