Titel: | Bestimmung hoher Temperaturen. |
Autor: | F. |
Fundstelle: | Band 244, Jahrgang 1882, S. 438 |
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Bestimmung hoher Temperaturen.
Patentklasse 42. Mit Abbildungen auf Tafel 32.
Bestimmung hoher Temperaturen.
Im Anschluſs an die früheren diesbezüglichen Mittheilungen (vgl. 1877 225 * 272.* 463. 1878 230 * 319. 1879 233 * 400.
1880 236 * 302) mögen die neueren hierher gehörenden
Vorschläge kurz besprochen werden.
Das Metallthermometer von Zabel und Comp. in Quedlinburg (*
D. R. P. Nr. 9314 vom 11. Januar 1878) besteht im
Wesentlichen aus einem gelochten Messingrohr a (Fig.
7 und 8 Taf. 32),
dessen unteres Ende mit dem Stahlrohr b verlöthet ist,
welches seine Fortsetzung in dem Messingrohr c findet,
mit dem es durch ein Einsatzstück verlöthet ist. Das Rohr c trägt ein durchbrochenes Stück n, welches
mit der Stellvorrichtung z ein Kugelgelenk bildet. Ein
unten zugespitztes Stäbchen e wird durch eine kleine
Spiralfeder in eine Vertiefung des Gleitklotzes d
gedrückt; oben ist dasselbe abgeplattet und durch Schraube f mit dem Rechen verbunden. Auf das oben mit Gewinde versehene Rohr a ist ein Untersatz geschraubt, auf welchem die Platten
des Zeigerwerkes befestigt sind. Diese Theile bilden das eigentliche Thermometer,
indem bei der Erwärmung sich nur die Unterschiede der Ausdehnung des Stahl- und
Messingrohres a und b
durch Rechen und Trieb auf den Zeiger übertragen können, da alle anderen Theile aus
gleichem Metall bestehen und sich in einem durch Schutzrohr l geschlossenen Räume befinden, mithin sich gleichmäſsig erwärmen und
ausdehnen. Damit bei der Erwärmung die Luft entweichen kann, sind bei z zwei Oeffnungen vorhanden, welche mit einer
Schwitzwasserfangvorrichtung zugeschraubt sind, bestehend aus Drahtsieben mit
zwischengelegtem Schwamm.
Nach dem Zusatzpatent (Nr. 9751 vom 12. März 1878) ist bei dem ebenso eingerichteten
Metallthermometer mit kurzer Schaftlänge das äuſsere mit dem inneren Rohre durch je
vier Lappen verbunden.
R. Schwartzkopff in Berlin (* D. R. P. Kl. 74 Nr. 12591
vom 10. August 1880 und Zusatz * Nr. 15634 vom 1. Mai 1881, vgl. 1882 243 * 41) verwendet als Controlapparat für Maximaltemperaturen eine Metallscheibe, welche beim
Schmelzen einen elektrischen Stromkreis schlieſst (vgl. E.
Büchner 1879 232 * 431).
Das offene Luftpyrometer von F.
Wiske in Immendorf (* D. R. P. Nr. 10065 vom 2. November 1879) verwendet die
Gewichtsunterschiede zwischen erhitzter und freier Luft. Zu diesem Zweck wird ein
etwa 3m langes Gasrohr A (Fig. 9 Taf.
32) in den Schornstein o. dgl. gebracht, dessen Enden wagrecht nach auſsen gehen.
Das senkrecht nach unten geführte Rohr n ist von einem
Dampfmantel B umgeben, um dadurch auf einer
gleichmäſsigen Temperatur von 100° erhalten zu werden. Zur Bestimmung der
Gewichtsunterschiede der beiden Luftsäulen in den Rohren A und n sind die beiden Rohre a und m beliebig weit
fortgeführt und mit dem Meſsapparate D verbunden. Das
Rohr a mündet unter einer mit Glycerin abgesperrten
Glocke e, deren Bewegung durch Zeiger z ersichtlich gemacht wird, während das Rohr m mit der äuſseren Luft in Verbindung steht.
Bei dem in Fig. 10
Taf. 32 veranschaulichten Luftthermometer von
L. W. Andrews (Berichte der
deutschen chemischen Gesellschaft, 1881 S. 2117) steht das etwa 1cc oder mehr fassende Thermometergefäſs a durch das Capillarrohr c
mit dem weiteren Rohr N in Verbindung, in dessen Conus
sich eine schwarze Glasspitze befindet. Dieses Rohr ist durch einen bei e verzweigten Kautschukschlauch mit dem geschlossenen
Manometer h und dem Gummibeutel f verbunden. Beim Gebrauch wird ac mit
trockener Luft gefüllt, die Theile Ne bis h mit Quecksilber. Nun drückt man mittels einer
Schraube den Gummibeutel so weit zusammen, bis das Quecksilber in N genau die Glasspitze berührt, und beobachtet die Höhe
der Quecksilbersäule im Manometer h. Durch Erwärmen des
Luftgefäſses auf eine höhere Temperatur wird das Quecksilber unter den durch die
Glasspitze bezeichneten Stand herabgedrückt, kann dann aber durch erneuerten Druck
auf den Gummibeutel f in die ursprüngliche Lage
zurückgebracht werden, so daſs das Manometer den im Luftgefäſs a herrschenden Druck anzeigt, woraus sich die
Temperatur t ergibt:
t=357,3^\circ+\frac{H-H_g}{1/630\,H_q-3\,\beta\,H}\left[1+\frac{v'}{v}\
\frac{H}{H_q}\ \frac{1}{1+1/630\,(t'-357,3)}\right]
In dieser Formel bedeuten:
t die gesuchte Temperatur,
Hg
den Druck (Cor.), welcher dem Siedepunkt des Quecksilbers entspricht,
H den Druck, welcher der
Temperatur entspricht,
3β die cubische Ausdehnung des
Glases (0,000025),
v das Volumen des
Luftgefäſses,
v' „ „ „
unerhitzten Verbindungsrohres des Luftgefäſses bis zur Marke (der Bruch v' : v sollte nicht
gröſser als 1/40 sein),
t' die Temperatur dieser
Verbindungen.
Die untere Kugel des Manometers faſst etwa 8cc, die obere 7cc, das Rohr zwischen beiden 1cc,5 und
die in Millimeter getheilte Scale ist 320mm lang.
Der Apparat ist auf Temperaturen von 300 bis 580° berechnet. Als Nullpunkt wird
vortheilhaft der Siedepunkt des Quecksilbers 357,3° gebraucht. Die Drucke, welche
den Graden des Manometers entsprechen, können entweder aus den Inhaltsverhältnissen
desselben ermittelt, oder direct beobachtet werden, indem man den Theil a bis N des Apparates
durch ein offenes Manometer ersetzt und dann das Quecksilber bis auf verschiedene
Höhen, welche man in beiden Manometern vergleicht, durch den Quetschapparat
hinauftreibt. Man kann das Instrument auch ganz empirisch graduiren durch Vergleich
mit bekannten Temperaturen, z.B. den Siedepunkten des Quecksilbers, des Schwefels,
des Phosphorpentasulfids u.a.m. und Interpolation dazwischen liegender
Temperaturen.
A. Crova (Comptes rendus,
1880 Bd. 90 S. 252 u. 1881 Bd. 92 S. 707) glaubt Temperaturen von 1000 bis 2000° in
Eisenschmelzöfen u. dgl.
spectroskopisch messen zu können (vgl. 1879 233 404). – L. Nichols hebt
dagegen im American Journal of Science, 1881 Bd. 19 S.
42 hervor, daſs von den drei hierfür angegebenen Verfahren die Feststellung der
Wellenlänge derjenigen Strahlen, welche das violette Ende des Spectrums begrenzen,
unbrauchbar ist, weil es eine solche bestimmt festzustellende Grenze nicht gibt. Die
Ermittlung der gröſsten Wärmewirkung innerhalb des Spectrums, welche sich mit
steigender Temperatur dem Violett nähert, verspricht kein brauchbares Resultat, weil
die Lage der Wärmelinien innerhalb des Spectrums mehr von der Beschaffenheit des
glühenden Gegenstandes als von dessen Temperatur abhängt. Es hat also nur das dritte
Verfahren Aussicht auf Erfolg, nach welchem die Strahlung eines auf die zu messende
Temperatur erhitzten Gegenstandes mit derjenigen eines auf bekannte Temperatur
gebrachten verglichen wird. Dieses Verfahren erfordert aber eine Kenntniſs der
Gesetze, nach welchen sich Absorptions- und Emissionsvermögen bei wechselnder
Temperatur ändern. Nach Versuchen von Nichols hat z.B.
das Platin bei 1650° für den sichtbaren Theil des Spectrums ein wesentlich gröſseres
Absorptionsvermögen als bei niederer.
J. Violle (Gomptes rendus,
1881 Bd. 92 S. 866 und 1204) hat die Helligkeit des vom glühenden Platin
ausgesendeten Lichtes bei 775°, 954° (Schmelzpunkt des Silbers), 1045° (Schmelzpunkt
des Goldes), 1500 und 1775° (Schmelzpunkte des Palladiums und Platins) bestimmt:
Intensität
λ = 656
λ = 589,2
λ = 535
λ = 482
Temperatur
C
D
(E = 527)
(F = 486)
775°
0,00300
0,00060
0,00030
954
0,01544
2,01105
0,00715 (?)
1045
0,0505
0,0402
0,0265
0,0162
1500
2,371
2,417
2,198
1,894
1775
7,829
8,932
9,759
12,16
Hieraus leitet sich folgende Gleichung ab: J = mT3(1 + εα–T)T, wobei J
die Intensität, T die absolute Temperatur, m, ε und α zu bestimmende
Constanten sind (vgl. 1879 233 405).
Demnach erscheint eine optische Bestimmung hoher
Temperatur wohl möglich. Für technische Zwecke wird sie wenig brauchbare
Resultate geben können, da hier die unvermeidlichen Verunreinigungen der
atmosphärischen Luft einen wesentlichen Einfluſs auf die durchgehenden Strahlen
ausüben (vgl. 1876 222 189. 1880 238 262. 1881 240 469).
F.