DE2535993A1

DE2535993A1 - Kompakte, rohrfoermige temperaturmessvorrichtung

Info

Publication number: DE2535993A1
Application number: DE19752535993
Authority: DE
Inventors: Robert Parker
Original assignee: PARKER RESEARCH ROBERT; Rpr Inc
Current assignee: PARKER RESEARCH ROBERT; Rpr Inc
Priority date: 1974-08-12
Filing date: 1975-08-12
Publication date: 1976-03-04
Also published as: JPS5143982A; FR2282106B3; FR2282106A1; CA1053927A

Description

PATENTANWÄLTE £ t> 3 3 " >? 3

DIPL.-INQ. R. SPLANEMANN dipl-chem. dr. B. REITZNER - dipl-ing. J. RICHTER

MÜNCHEN ' HAMBURS

80OO MÜNCHEN 2 ^2. AUgUSt 1975

Telefon (089) 22 62 07/22 6209 Telegramme: Inventius Mönchen

EPR, Inc.

6700 Sierra Lane.

Unsere Akte: 4219 -I- 9373

Dublin, Kalif./V.St.A.

Ihr Zeichen:

Patentanmeldung

Kompakte, rohrförmige Temperaturmeßvorrichtung

Die Erfindung "betrifft eine kompakte, rohrförmige Temperaturmeßvorrichtung zur Messung einer hohen Temperatur von Oberflächen.

In zahlreichen Fällen, "bei denen heiße Oberflächen sowohl von Flüssigkeiten oder von Feststoffen vorkommen, ist es wünschenswert, einen bequemen und wirtschaftlichen Weg zur raschen Messung der Temperatur der Oberfläche zu haben. Beispielsweise ist es während des Schweißens wesentlich für eine richtige Schweißung, daß der zu schweißende Gegenstand nicht überhitzt ist. Falls Verarbeitungsvorrichtungen betroffen sind und heiße Fluide transportiert werden müssen, ist es vorteilhaft, eine gewisse Anzeige der Temperatur des Fluids durch Messung der Temperatur der Leitung zu erhalten. Andere Fälle, bei denen eine rasch arbeitende und ausreichend genaue Vorrichtung zur Messung der Temperatur vorteilhaft ist, sind ohne weiteres vorstellbar.

Eine solche Vorrichtung sollte kompakt und robust sein und ein rasches Ansprechen für die Messung ermöglichen. Die Temperaturmessung sollte leicht durchgeführt werden können, ohne daß eine

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Konten: Deutsche Bank AG, München, Kcmto-Nr. 20/14009 . Postscheck: München 60060-807

genaue Orientierung der Meßvorrichtung erforderlich wäre. Zusätzlich sollte die Torrichtung verläßlich sein und die Temperaturanzeige leicht beobachtet werden können.

In der britischen Patentschrift 1 138 590 ist die Herstellung von mikrogekapselten, flüssigen Kristallen und eine Vorrichtung mit visueller Anzeige beschrieben, die solche Kristalle zur Temperaturbestimmung verwendet. In der US-Patentschrift 3 704 625 ist ein Thermometer beschrieben, welches Zusammensetzungen aus flüssigen Kristallen verwendet, und in der US-Patentschrift 3 440 882 ist ein anderer Thermometertyp beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer kompakten Vorrichtung zur raschen und wirksamen Temperaturanzeige bei Gegenständen mit hoher Temperatur, wenn die Umgebungstemperatur wesentlich unterhalb der Temperatur des Gegenstandes liegt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt ein dünnwandiges, wärmeleitendes, rohrförmiges Teil mit einer abgerundeten Spitze an einem Ende, welche an eine Wärmesenke an dem anderen Ende verbunden ist. In Abhängigkeit von der zu messenden Temperatur kann die abgerundete Spitze aus keramischem Material sein. Eine rohrförmige Abdeckung ist vorgesehen, welche gleitbar auf der Wärmesenke angeordnet ist. Das wärmeleitende Rohr ist über einen dunklen Untergrund mit einer Flüssigkristallzusammensetzung beschichtet, welche auf einen Temperaturanstieg durch ein gefärbtes, sich l&ngs des fiohres bewegendes Band anspricht, wobei der Abstand des Bandes von dem Ende des Rohres mit der Temperatur des Gegenstandes in Beziehung gesetzt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand der Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung sind:

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Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Temperaturanzeigevorrichtung;

Fig. 2 eine teilweise im Querschnitt gebrochene, perspektivische Ansicht des wärmeleitenden Teiles der Temperaturanzeigevorrichtung;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der zusammen mit der Temperaturanzeigevorrichtung verwendeten Abdeckung»

Fig. 4 ein Querschnitt im Aufriß von einer mit Innengewinde versehenen und mit der Atideckung verwendeten Hülse,

Fig. 5 eine schematische Ansicht der Temperaturanzeigevorrichtung, die gegen eine erhitzte Oberfläche gehalten wird, und

Fig. 6 eine teilweise im Querschnitt gebrochene, perspektivische Ansicht eines anderen, wärmeleitenden Teiles der Temperaturanzeigevorrichtung.

Im folgenden werden spezifische Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher erläutert.

Eine kompakte und bequeme Temperatur anzeigevorrichtung für Oberflächen mit hoher Temperatur besteht aus einem dünnwandigen, wärmeleitenden Teil, welches mit wenigstens einer Flüssigkristallzusammensetzung über einer dunklen Oberfläche beschichtet ist. Die interessierenden Temperaturen liegen wesentlich oberhalb von Temperaturen, bei denen flüssige Kristalle stabil sind und oberhalb der Umgebungstemperatur. An einem Ende ist eine abgerundete Spitze vorgesehen, welche in Abhängigkeit von dem interessierenden Temperaturbereich isolierend sein kann, während an dem anderen Ende das rohrförmige Teil in wärmeleitender Beziehung an einer Wärmesenke befestigt ist. Ein dünner

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Überzug bzw» eine dünne Beschichtung von cholesterinartigen llüssigkristallen ist auf der Außenseite des rohrförmigen Teiles über einem dunklen Untergrund aufgetragen. Die Flüssigkristalle können weiterhin mit einem transparenten Schutzüberzug überzogen sein. Zur weiteren Erleichterung kann längs des rohrförmigen Teiles zur Anzeige der Temperatur ein Netz oder Maßstab aufgetragen sein.

Zur zusätzlichen Vereinfachung und zum Schutz für die flüssigen Kristalle dient eine rohrförmige Abdeckung, welche auf der Wärmesenke gleitbar angeordnet ist. Die Abdeckung kann für eine Vielzahl von Zwecken dienen, nämlich als Basis für eine Taschenklammer wie auch zur Bezeichnung einer besonderen Stellung längs des wärmeleitenden Rohres, welche die interessierende Temperatur anzeigt. Weiterhin dient die Abdeckung als ein Ort zum Halten der Temperaturanzeigevorrichtung ohne Rücksicht darauf, welche Temperatur die Wärmesenke erreicht.

Die Temperaturanzeigevorrichtung ist ein dünnwandiges Rohr aus einem beliebigen, geeigneten, wärmeleitenden Material. Geeigneterweise ist die Temperaturanzeigevorrichtung aus einem Metall, z. B. Aluminium oder Kupfer, hergestellt. Die dünne Wand besitzt im allgemeinen wenigstens eine Stärke von 0,127 mm (5 mils), um die erforderliche Festigkeit zu erreichen, und von nicht mehr als etwa 0,51 mm (20 mils), wobei die bevorzugte Stärke von etwa Gi,254 bis 0,581 mm (10 bis 15 mils) ist. Die Diagonale oder der Durchmesser zu der äußeren Oberfläche beträgt geeigneterweise wenigstens" etwa 2,38 mm (3/32 inch) und im allgemeinen nicht mehr als etwa 9₅53 mm (3/8 inch), und üblicherweise etwa 6,35 mm (1/4 inch). Obwohl das Rohr der Temperaturanzeigevorrichtung einen beliebigen Querschnitt, z. B. quadratisch, rechteckig, hexagonal oder dergleichen, besitzen kann, ist es vorteilhafterweise kreisförmig. Das Rohr ist auf der Außenseite durch ein beliebiges, geeignetes Mittel geschwärzt, so

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daß der Überzug aus Flüssxgkristallen auf der dunklen Oberfläche vorliegen kann. Das Rohr kann durch elektrolytische Mittel, mit schwarzer Farbe oder dergleichen geschwärzt worden sein. Der dunkle Überzug, falls er aufgetragen wird, besitzt im allgemeinen eine Stärke von ?5 bis 75/um (1 "bis 3 mils).

Auf das Rohr wird wenigstens ein Flüssigkristallfilm, der aus einer Aufschlämmung oder einer Farbe herrührt, mit einer Stärke von etwa 0,051 bis 0,255 mm (2 bis 10 mils) und vorzugsweise von etwa 0,0762 bis 0,2OJ mm (3 bis 8 mils) aufgetragen. Normalerweise wird das Rohr mit nur einer Flüssigkristallzusammensetzung überzogen, obwohl auch zwei oder mehr Flüssigkristallzusammensetzungen vorteilhafterweise verwendet werden können. Beispielsweise können Streifen von unterschiedlichen Flüssigkristallzusammensetzungen vorliegen, welche wesentlich unterschiedliche Temperaturbereiche ihrer Mesophase besitzen, so daß ein viel breiterer Bereich von Temperaturen bestimmt werden könnte. Alternativ können jedoch auch aufeinanderfolgende Bereiche von unterschiedlichen Flüssigkristallzusammensetzungen vorliegen, so daß der Bereich von Temperaturen, welche nachgewiesen werden können, ausgedehnt wird. Bei einer dritten Variation können zwei oder mehr Beschichtungen jeweils übereinander angeordnet sein, wobei diese unterschiedliche Mesophasenbereiche aufweisen, insbesondere wenn die beiden Zusammensetzungen eine wesentliche Überlappung zeigen. In einem solchen Fall gäbe es zwei sichtbare, gefärbte Bereiche in dem überlappenden Temperaturbereich bei der Messung der Temperatur. Jedoch reicht in den meisten Fällen aus Gründen der Einfachheit und der Bequemlichkeit eine exnzxge Flüssigkristallzusammensetzung aus.

Verschiedene Flüssigkrxstallzusammensetzungen können verwendet werden. Beispielsweise können in Mikrokapseln eingekapselte

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Flüssigkristallzusaminensetzungen verwendet werden, wie sie z.B. in der britischen Patentschrift 1 138 590 beschrieben sind. Alternativ tonnen andere'Flüssigkristallzusammensetzungen verwendet werden, z. B, die in der US-Patentschrift 3 441 513 beschriebenen Zusammensetzungen. Eine Flüssigkristallfarbe, die mit Vorteil eingesetzt werden kann, ist in der US-Patentanmeldung S.N. 425 006 vom 1?. 12. 1973 der Anmelderin angegeben. Die Flüssigkri stall zusammens et zungen besitzen normalerweise !Temperaturbereiche im Bereich von 4,44 bis 93,3 ⁰C (40 bis 200 ⁰F), üblicherweise von 7,22 bis 79,4 ⁰C (45 bis 175 ⁰F)- Der Temperaturbereich für eine besondere Flüssigkristallzusammensetzung kann von etwa -16,7/bis +15>6 ⁰C (2 bis 60 ⁰F) und üblicherweise von -16,7 "bis -6,67 °C (2 bis 2Q ⁰F) reichen.

Die besondere Auswahl der Flüssigkristallzusammensetzung, z.B. ob nicht eingekapselt oder in Kombination mit einem polymeren Bindemittel, ist für die Erfindung nicht wesentlich. In Abhängigkeit von der besonderen Zusammensetzung kann die Flüssigkristallzusammensetzung aufgesprüht, aufgewalzt, aufgebürstet oder in anderer Veise auf der rohrförmigen Temp era tür anzeigevorrichtung befestigt werden· Vorzugsweise wird die Flüssigkristallzusammensetzung dann mit einem dünnen, transparenten Überzug eines Behützencten, polymeren Filmes überzogen, z. B. mit einem Acrylharzfila, Polyvinylchloridfilm oder dergleichen. Die Auswahl des Polymerisates hängt von seiner Temperaturstabilität ab, wobei das Polymerisat wenigstens die gleiche Temperaturstabilität wie die Flüssigkristallzusammensetzung besitzt. Der Überzug bewirkt ebenfalls eine gewisse Isolierung der Flüssigkri stall zusammensetzung gegenüber der Umgebung. Üblicherweise besitzt der Schutzüberzug wenigstens eine Stärke von 0,0762 mm (3 mils) uaad im allgemeinen von nicht mehr als etwa 0,25²I-(10 mils).

* (DT-OS 2 459 618)

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In Abhängigkeit von der interessierenden Temperatur kann das Rohr mechanisch abgerundet sein, wobei ein abgerundeter Wärmeübertragungsknopf in das Ende des Rohres eingeführt wird, oder eine Temperatur dämpfungsspitze kann vorgesehen werden, wobei dies geeigneterweise eine keramische Spitze ist, die mit einem keramischen, sich in das Innere des rohrförmigen Temperaturteiles erstreckenden Keramikstab verbunden ist. Eine öffnung in der Spitze erleichtert die Einführung der Spitze in das Rohr.

Die Wärmedämpfeinrichtung ist geeigneterweise pilzförmig mit einem abgerundeten Kopf und einem Stumpf mit einem Durchtritt hierdurch. Die Spitze ist rund, um eine genaue Temperaturbestimmung, unabhängig von dem besonderen Winkel, mit welchem die Temperaturanzeigevorrichtung den Gegenstand oder die Unterlage berührt, zu ermöglichen. Die Spitze ist in das rohrförmige Teil eingepaßt, so daß ein zufriedenstellender Wärmeübergang von der Spitze zu dem rohrförmigen Teil gegeben ist. Das Dämpfungsteil kann eine beliebige Größe besitzen, wodurch das gewünschte Ausmaß der Dämpfung und der Wärmeleitung erreicht wird, jedoch ist es vorzugsweise eine Halbkugel mit einem Durchmesser, der annähernd gleich dem äußeren Durchmesser des rohrförmigen Teiles ist, wobei es mit einem Stab verbunden oder zu einem Stab geformt ist, welcher sich 1,59 bis 6,35 mm (1/16 bis 1/4- inch) in das rohrförmige Teil erstreckt. Die öffnung in der Spitze kann geeigneterweise etwa 1 bis 2 mm betragen.

Das rohrförmige Teil ist im allgemeinen von etwa 51 his 152,4 mm (2 bis 6 inch) lang, jedoch kann es auch langer oder kürzer sein in Abhängigkeit von dem interessierenden Temperaturbereich, dem gewünschten Ausmaß der Genauigkeit und dergleichen. Um die Bestimmung der Temperatur weiter zu verbessern, kann ein Netz oder Maßstab mit einer Vielzahl von quer zur Achse des rohrförmigen Teiles gezogenen Linien, entweder linear oder nach einem Standard geeicht, vorgesehen sein.

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Das Ende der rohrförmigen Temperaturanzeigevorrichtung gegenüber der Wärmeüberführungsspitze ist entweder starr oder abnehmbar mit einem Wärmesenkenteil verbunden. Geeigneterweise kann die rohrförmige Temperaturanzeigevorrichtung in einen mit Gewinde versehenen Rücksprung in der Wärmesenke eingeschraubt und festgezogen werden, so daß rohrförmige Teile mit unterschiedlichen Flüssigkristallzusammensetzungen, unterschiedlichen Längen, Rohren oder dergleichen ausgetauscht werden können und so die Bestimmung von unterschiedlichen Temperaturbereichen möglich wird.

Die Wärmesenke ist geeigneterweise ein festes, wärmeleitendes Material mit einer ausreichenden Wärmekapazität, um die Wärme aus der rohrförmigen Temperaturanzeigevorrichtung aufzunehmen, so daß sie im Effekt die Temperaturanzeigevorrichtung kühlt. Durch die Wirkung-als Speicher für Wärme kann die Wärmesenke dazu dienen, die Temperatur der rohrförmigen Anzeigevorrichtung auf einer erhöhten Temperatur zu halten, ohne daß das rohrförmige Teil auf einen Temperaturwert sein müßte, der eine Zerstörung der Flüssigkristallzusammensetzungen ergeben könnte.

Geeigneterweise besitzt die Wärmesenke eine Länge von etwa 51 bis 152,4 mm (2 bis 6 inches) und häufiger von etwa 76,2 bis 127 mm (3 bis 5 inches), ist zylindrisch und von dem gleichen oder einem etwas größeren, äußeren Durchmesser als die rohrförmige Temperaturanzeigevorrichtung, m>bei sie im allgemeinen einen äußeren Durchmesser von etwa 4,76 bis 15,88 mm (3/16 bis 5/8 inch) besitzt. Die Wärmesenke ist geeigneterweise ein fester Stab aus einem wärmeleitenden Metall, z. B. Aluminium, obwohl auch Eisen, Kupfer oder dergleichen verwendet werden können. Auf der Wärmesenke ist gleitbar eine rohrförmige Abdeckung angeordnet, die eine Vielzahl von Funktionen erfüllt. Die rohrförmige Abdeckung besitzt einen etwas größeren Durchmesser als die Wärmesenke,

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üblicherweise "besitzt sie einen inneren Durchmesser von etwa 1,59 his 4,76 nisi (1/16 bis 3/16 inch) größer als der äußere Durchmesser der Wärmesenke. Die Abdeckung ermöglicht es, daß die Teurperaturanzeigevorrichtung ohne irgendeine Gefahr einer Verbrennung der. Haut gehalten werden kann. Zusätzlich kann die Abdeckung als fixierte Markierung verwendet werden, welche den Punkt anzeigt, den das Farbband der Flüssigkristalle für die gewünschte Temperatur erreichen muß. Die Abdeckung wirkt ebenfalls als !Träger für eine Taschenklammer. Schließlich kann die Abdeckung verwendet werden, um einen größeren Teil des Temperaturanzeigeteiles zu bedecken, so daß ein zusätzlicher Schutz der Flüssigkristalle vor einem Abrieb oder einer anderen mechanischen Beschädigung während der Verwendung oder der Lagerung gegeben ist.

Die rohrförmige Abdeckung ist geeigneterweise auf der Wärmesenke mittels einer geschlitzten Hülse, die außen mit einem Gewinde versehen ist, und einer mit Innengewinde versehenen Hülse oder Mutter, welche zur Befestigung der geschlitzten Hülse auf der Wärmesenke dient, montiert. Die Hülse ist auf der Abdeckung an den von der Temperaturanzeigevorrichtung entfernten Ende angeordnet. Die Hülse besteht vorzugsweise aus einem wärmeisolierenden Kunststoff. Schließlich ist eine Kappe an dem Ende der Wärmesenke vorgesehen, um das Aussehen zu verbessern und die rauhen Kanten der Wärmesenke, falls vorhanden, zu bedecken, und ebenfalls um die Abdeckung an einem Abrutschen zu hindern.

Der Betrieb der Temperaturanzeigevorrichtung hängt von den bekannten Eigenschaften von cholesterinischen Flüssigkristallen ab, von einer transparenten Phase zu einer gefärbten, sichtbaren Mesophase in einem vorbestimmten Temperaturbereich, der von der besonderen Zusammensetzung der Flüssigkristalle abhängt, zu wandern. Wenn daher die Wäraeüberführungsspitze erhitzt wird, wird

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ihrerseits das dünnwandige, rohrförmige Teil erhitzt, wodurch die Flüssigkristalle erwärmt werden.

Wenn die Temperatur des rohrförmigen Teiles durch den Temperaturbereich der Kesophase durchtritt, werden die !flüssigkristalle sichtbar, wobei sie ein gefärbtes Band, das von rot nach blau wandert, bilden. Als Folge der Art des dünnwandigen, rohrförmigen Teiles wird rasch ein Temperaturgradient quer über das rohrförmige Teil zwischen der WäMeüberführungsspitze und der Wärmesenke ausgebildet. Je heißer die Wärmeüberführungsspitze ist, um so weiter erscheint daß gefaxte Band von der Wärmeüberführungsspitze. Die Temperatri*ranzeigevorrichtung kann geeicht sein, so daß der Abstand von der Iitmpfungsspitze, an welcher das gefärbte Band auftritt, deren spezifische Temperatur anzeigt. Beim Betrieb tritt ein, !farbband benachbart zu der Wärmeüberführungsspitze auf und bewegt sich dann längs des dünnwandigen, rohrförmigen Teiles in !Richtung auf die Wärmesenke, bis das Gleichgewicht erreicht ist.

Die Auswahl der Flüssigkristallzusammensetzung wird durch die interessierenden Temperaturen, das Ausmaß der mit der Wärmeüberführungsspitze erreichten Dämpfung und die Wärmeleitfähigkeit des Rohres bestimmt. Der Bohrtemperaturgradient kann geeicht sein und eine Flüssigkristallzusammensetzung entsprechend ausgewählt werden.

Im folgenden wird auf die Zeichnung näher eingegangen.

In der Fig. 1 ist eine Semperaturansteigevorrichtung 10 gezeigt, die ein dünnwandiges Temperaturanzeigevorrichtungerohr 12 aufweist, das mit FlUBsigkristallen 14 beschichtet ist, welche sich von einer τ&φ&£®τΜί^®. Abdeckung 16 an erstrecken. Die rohrförmige AbdectongL 16 iafc auf dem Wärmesenkenstab 20 gleitbar mittels einer gese&litarteem Als» 22» woran nux ein Teil sichtbar ist,

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und der mit Feststellung verseilen oder mit Innengewinde versehenen Hülse 24 montiert. Die Feststellmutter 24 kann einen gerändelten oder sechseckigen Band 30 "besitzen, um das Anfassen und das Befestigen der Mutter zu unterstützen. An dem Temperaturmeßende des Temperaturanzeigevorrichtungsrohres 12 befindet sich eine pilzförmige, keramische Dämpfungsspitze 32, die eine abgerundete, sich von dem Rohr weg erstreckende oberfläche und einen Stab, der in das Anzeigerohr 12 eingreift, aufweist. Der abgerundete Abschnitt besitzt benachbart zu dem rohrförmigen Teil einen Umfang, der mit dem Umfang des Anzeigerohres 12 übereinstimmt.

In der Fig. 2 ist ein Temperaturanzeigevorrichtungsteil 34 gezeigt, welches den Wärmesenkenstab 20 und das Temperaturanzeigevorrichtungsrohr 12 abnehmbar miteinander verbunden zeigt. Das Temperaturanzeigevorrichtungsrohr 12 besitzt ein mit Gewinde versehenes Ende 36 > das in die Kammer 40 eingeschraubt ist. Die dünne Wand 42 des Temperaturanzeigevorrichtungsrohres 12 umschließt die Kammer 44. Die dünne Wand 42 stößt an die Schulter 46 der Dämpfungsspitze 32 an. Die Dämpfungsspitze 32 besitzt einen Kanal 50, der den Austritt und den Eintritt von Grasen von einem Ende der Kohrkammer 44 ermöglicht. Eine Vielzahl von eingeritzten Linien 52 sind vorgesehen, die eine Eichung für eine bequeme Temperaturbestimmung geben. Eine Kappe 54 an einem Ende des Wärmesenkenstabes 20 dient als Stopfen und bedeckt irgendwelche rauhen Kanten des Stabes 20.

In den Fig. 3 und 4 sind das rohrförmige Abdeckteil 16 und die Feststellmutter 24 dargestellt. Der Abdeckzylinder 16 ist an dem Ende 56* offen, und das entgegengesetzte Ende ist mit einer mit Gewinde versehenen Kunststoffhülse oder einen hervorragenden Teil 22 befestigt. Die Hülse kann eine Vielzahl von Schlitzen 60 aufweisen, welche sich im wesentlichen in der Längsrichtung der Hülse erstrecken und ein Weiterwerden der Hülse ermöglichen. Die Hülse ist mit Gewinden 62 versehen. Die Feststellmutter 24

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en besitzt eine sechseckige Schulter 30 und ein/mit Gewinde versehenen Teil 64, der mit dem mit Gewinde versehenen Teil 62 der Hülse oder des hervorstehenden Teiles 22 im Eingriff steht. Das Festziehen der Kutter auf dem hervorstehenden Teil 22 befestigt die Abdeckung in ihrer Stellung längs des Wärmesenkenstabes 20. Aus Gründen der Bequemlichkeit ist eine Taschenklammer 66 auf der zylindrischen Abdeckung 16 befestigt, so daß die Temperaturanzeigevorrichtung 10 leicht aufbewahrt und mitgeführt werden kann.

In der Fig. 5 ist ein Teil des Temperaturanzeigevorrichtungsrohres 12 gezeigt, welches in einem Winkel mit der eine heiße Oberfläche 70 berührenden Dämpfungsspitze 32 angeordnet ist. Ein gefärbtes Band 72 erscheint in einem kurzen Abstand von der Oberfläche. Der Abstand des gefärbten Bandes von der Oberfläche zeigt die Temperatur der Oberfläche 70 an.

In der Fig. 6 ist ein wärmeleitendes Teil ohne eine Wärmedämpfungsspitze gezeigt. Dieses Teil kann dazu verwendet werden, erhöhte Temperaturen im Bereich von etwa 65,6 bis 204 ⁰C (150 bis 400 ⁰F) oder höher zu messen. Bei diesen wärmeleitenden Teil 7²N wie auch bei dem in Fig. 2 gezeigten, ist eine Wärmesenke 76 in wärmeleitender Beziehung mit einen¹. Anzeigerohr 78 verbunden, das eine abgerundete, geschlossene Spitze 80 aus dem gleichen oder einem unterschiedlichen, wärmeleitenden Metall wie das Anzeigerohr 78 besitzt. Die abgerundete Spitze 80 ermöglicht die Wärmemessung in verschiedenen Winkeln und die Wärmeübertragung zu dem Anzeigerohr 78.

Bei einer besonderen Ausführungsform wurde ein Aluminiumrohr mit einem äußeren Durchmesser von 6,35 up (0,25 inch), einem inneren Durchmesser von 5₅56 mm (7/32 inch) und einer Länge von 85,7 nun (3-3/8 inch) nacheinander mit reflexionsfreier, schwarzer Farbe,

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einer ]?lüssigkristallzusammensetzung und einem durchsichtigen Polyurethanglanzlack überzogen. Das Aluminiumrohr wurde an einem festen Aluminiumstab mit einer Länge von 104,8 mm (4-1/8 inch) und einem Durchmesser von 6,35 nua (1/4 inch) befestigt. Eine Keramikspitze mit einem Durchmesser von 2,38 mm (3/32 inch) wurde in das offene Ende des Aluminiumrohres eingeführt. Unter Anwendung einer Flüssigkristallzusammensetzung mit einem Mesophasenbereich von etwa 50 bis 55 ⁰C (122 bis 131 ⁰F) war ein Temperaturbereich von 93,3 bis etwa 260 ⁰C (200 bis etwa 500 ⁰F) leicht in Steigerungen von 11,1 bis 22,2 ⁰C (20 bis 40 ⁰I) bestimmbar.

Die Erfindung betrifft daher eine kompakte Vorrichtung zur raschen und bequemen Messung von hohen Temperaturen, wie sie z. B. während des Schweißens, Lötens, bei Verarbeitungseinrichtungen und dergleichen auftreten. Die Vorrichtung ist robust, arbeitet genau und kann für lange Zeitspannen mit guter Eeproduzierbarkeit verwendet werden. Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Temperaturanzeigevorrichtung kann die Temperatur einer Unterlage oder eines Gegenstandes rasch bestimmt werden, so daß eine überhitzung von Oberflächen vermieden werden kann oder bestimmt werden kann, wenn eine Oberfläche oder ein Gegenstand einer Ausrüstung für eine Verwendung bereit sind.

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Claims

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Pat entansprüche

, Λ,JVor richtung zur rasclien Messung einer Oberfläche mit hoher Temperatur, dadurch gekennz eichnet, daß sie umfaßt:

ein wärmeleitendes, dünnwandiges, rohrförmiges Teil (12), das eine Innenkammer (44) "begrenzt und eine dunkle, äußere Oberfläche, welche mit wenigstens einer iTiissigkristallzusammensetzung (14) beschichtet ist, aufweist; an dem anderen Ende des rohrförmigen Teiles eine abgerundete Wärmeüberführungsspitze (32) in wärmeleitender Beziehung mit diesem rohrförmigen Teil; und

an dem anderen Ende des rohrförmigen Teiles ein Wärmesenkenteil (20) in wärmeleitender Beziehung mit dem rohrförmigen Teil
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmesenkenteil (20) stabförmig ist und ein rohrförmigtes Abdeckungsteil (16) umfaßt, das gleitbar auf dem Wärmesenkenteil angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Taschenklammer (66), die auf dem rohrförmigen Abdeckungsteil (16) montiert ist, umfaßt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgerundete Wärmeuberführungsspitze (32) eine Wärmedämpfungseinrichtung ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeüberführungsspitze (32) aus Metall besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Teil (12) mit wenigstens zwei Überzügen beschichtet

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ist, welche unterschiedliche Flüssigkristallzusammensetzungen aufweisen, wobei der Überzug sich einen wesentlichen Abschnitt des Abstandes von dem einen Ende zu dem anderen Ende des rohrförmigen Teiles erstreckt.
7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die überzüge übereinanderliegend angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämpfungseinrichtung einen abgerundeten Kopf umfaßt, der an ein Ende des rohrförmigen Teiles (12) anstößt und einen Stab, der sich in das rohrförmige Teil erstreckt.
9· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Teil (12) mit dem Wärmesenkenteil (20) abnehmbar verbunden ist.
10- Vorrichtung zur Messung einer hohen Temperatur einer Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt: ein wärmeleitendes, dünnwandiges, zylindrisches, rohrförmiges Teil (12), welches eine Innenkammer (44) begrenzt und eine dunkle, äußere Oberfläche, welche mit wenigstens einer, sich praktisch über die gesamte Länge des rohrförmigen Teiles erstreckenden Flüssigkristallzusammensetzung (14) beschichtet ist, aufweist; an einem Ende des rohrförmigen Teiles eine abgerundete Wärmeüberführungsspitze (32) in wärmeleitender Beziehung mit dem rohrförmigen Teil; an dem anderen Ende des rohrförmigen Teiles eine zylindrische, stabförmige Wärmesenke (20), welche arbeitend in wärmeleitender Beziehung mit dem rohrförmigen Teil verbunden ist; und ein rohrförmiges Abdeckteil (16), welches auf dem Wärme senkenteil gleitbar montiert ist.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens zwei übereinander liegende tJberzüge von unterschiedlichen Flüssigkristallzusammensetzungen aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Taschenklammer (66), welche auf dem rohrförmigen Abdeckteil (16) montiert ist, umfaßt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeüberführungsspitze (32) eine keramische Spitze ist, welche einen abgerundeten Kopf und einen Stumpf besitzt, welcher sich in das rohrförmige Teil erstreckt.

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