DE3634402A1 - Fuehler fuer die messung der waermeleitfaehigkeit von materie - Google Patents

Fuehler fuer die messung der waermeleitfaehigkeit von materie

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DE3634402A1 DE19863634402 DE3634402A DE3634402A1 DE 3634402 A1 DE3634402 A1 DE 3634402A1 DE 19863634402 DE19863634402 DE 19863634402 DE 3634402 A DE3634402 A DE 3634402A DE 3634402 A1 DE3634402 A1 DE 3634402A1
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Andre Dittmar
Georges Delhomme
Bernard Roussel
Joseph Chatonnet
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Description

Die Erfindung betrifft einen Fühler für die Messung der Wärmeleitfähigkeit von Materie mit einer Tragplatte, die auf ihrer Meßseite eine mittlere leitfähige Meßzone Z 1 mit einem Heizelement sowie eine äußere Referenzmeßzone Z 2 aufweist und auf der der Meßseite gegenüberliegenden Seite elektrische Zuführungsleitungen für die Stromversorgung des Heizelements sowie für die Reihenschaltung der mittleren und der äußeren Meßzonen besitzt.
Die Messung der Wärmeleitfähigkeit wird bei zahlreichen Anwendungen durchgeführt, wobei es genügt, folgende Anwendungsmöglichkeiten aufzuzeigen:
  • - Die Untersuchung der Wärmeregulierung lebender Gewebe bei medizinischen Anwendungen,
  • - die Untersuchung der Beschaffenheit biologischer Gewebe, insbesondere ihres Gehaltes an Fetten und Proteinen, und die Abschätzung der Schwere von Verbrennungen,
  • - die Untersuchung des Wassergehaltes,
  • - die Untersuchung der Durchblutung von Geweben,
  • - die Untersuchung der Eigenschaften nicht­ biologischer Materie aufgrund ihrer Wärme­ leitfähigkeit.
Die übliche Technik bei der Messung der Wärmeleit­ fähigkeit wirft Probleme auf, weil man eine Probe mit bestimmter geometrischer Form aus der zu untersuchenden Materie zur Verfügung haben muß. Diese Probe wird in einer Kammer zwischen zwei Platten angeordnet, die auf verschiedenen Temperaturen gehalten werden und die Probe nach Art einer Presse einklemmen. Die Messung der Wärmeleitfähigkeit wird nach Maßgabe der Temperatur­ differenz der Platten und des Wärmeflusses vorgenommen, der von Platte zu Platte durch die Probe hindurchgeht. Eine solche Vorgehensweise ist mühsam und langsam und darüberhinaus nicht überall und an lebenden Objekten anwendbar.
Um diese Schwierigkeiten zu verringern, wurde beim Stand der Technik auch schon die Anwendung einer Vorrichtung vorgeschlagen, die eine Referenz Meßzone für die Aus­ wertung der Oberflächentemperatur der Materie und eine Meßzone aufweist, der ein Heizelement zugeordnet ist. Das Meßprinzip beruht darauf, daß durch das Heiz­ element Wärmeenergie in der Weise zugeführt wird, daß man eine vorbestimmte konstante Temperatur­ differenz zwischen den beiden Zonen aufrechterhält. Die Berechnung der zur Aufrechterhaltung dieser vorbe­ stimmten Temperaturdifferenz verbrauchten Energie ermöglicht eine Abschätzung der Wärmeleitfähigkeit.
Unter den Veröffentlichungen, die sich mit einer solchen Technik befassen, ist hier die Zeitschrift "MEDICAL AND BIOLOGICAL ENGINEERING", März 1975, Seite 196, zu nennen. Gemäß dieser Veröffentlichung benutzt eine derartige Vor­ richtung zur Messung der Wärmeleitfähigkeit auf einer ebenen Fläche einer Kunststoffmasse einen Ring aus Kupfer, der konzentrisch zu einem zentralen Plättchen angeordnet ist, das gleichfalls aus Kupfer besteht. Diese beiden metallischen und leitfähigen Elemente bilden zusammen die äußere Referenz-Meßzone und die Meßzone für die beheizte Oberfläche. Zu diesem Zweck ist das in der Mitte angeordnete Plättchen im Innern einer Umhüllung aus Kunststoff mit einem Heiz­ widerstand ausgestattet. Die mit den aus Kupfer be­ stehenden Teilenund mit dem Heizelement verbundenen Leiter sind in die Kunststoffmasse eingebettet und an eine Stromversorgungsleitung angeschlossen. Die Ver­ bindung zwischen dem äußeren Ring und dem aus Kupfer bestehenden Plättchen wird durch eine Folge von Reihenschaltungen herbeigeführt, die eine Messung der Differenz zwischen der Summe der elektromotorischen Kräfte der äußeren Verbindungsstellen und der Summe der elektromotorischen Kräfte der inneren Verbindungs­ stellen ermöglichen.
Eine solche Vorrichtung arbeitet nicht zufrieden­ stellend, weil sie nicht die wesentlichen Gesichtspunkte berücksichtigt, die man bei einer solchen Anwendung beachten muß. In der Tat muß man bei der Messung der Wärmeleitfähigkeit biologischer Materie oder Gewebe sehr geringe Temperaturänderungen in der Größen­ ordnung von 1% berücksichtigen. Folgende Eigen­ schaften sind daher wichtig:.
  • - Die Begrenzung der Trägheit der Meßvorrichtung, um eine hohe Ansprechgeschwindigkeit und Anzeige­ genauigkeit zu erreichen,
  • - die Begrenzung der Wärmeleitfähigkeit zwischen der Zone des Wärmeeingangs und der Zone für die Referenz­ messung, um die letztere vor einer Beeinflussung durch die Wärmeübertragung innerhalb der Meßvor­ richtung zu schützen,
  • - die Begrenzung des thermischen Widerstandes zwischen der Meßstelle und der Berührungsfläche der zu unter­ suchenden Materie, um einen schnellen Wärmeübergang zwischen der zu messenden Materie, dem Heizelement und dem Meßelement für die Temperatur zu gewährleisten,
  • - die Begrenzung der Wärmeträgheit der Heizein­ richtung in der Weise, daß eine schnelle Frei­ setzung der aufzubringenden Wärmeenergie ermöglicht wird,
  • - die Einhaltung eines kleinstmöglichen thermischen Widerstandes in axialer Richtung der Heizein­ richtung, jedoch eines größtmöglichen thermischen Widerstandes in einer hierzu senkrecht verlaufenden Richtung,
  • - eine genaue Erfassung jeder Temperaturmessung, zur Schaffung einer großen Meßempfindlichkeit.
Die in der weiter oben genannten Veröffentlichung be­ schriebene Vorrichtung löst, konstruktionsbedingt, keine der vorstehend genannten Aufgaben.
Insbesondere wird dort das Heizelement aus einer Wicklung gebildet, die eine große Trägheit aufweist. Über den großen Platzbedarf hinaus ist diese Wicklung im Bereich der Rückseite des mittleren leitfähigen Plättchens ange­ ordnet, so daß infolgedessen der Widerstand dieses Plättchens die Wärmeübertragung behindert. Das zentrale Plättchen und der Ring sind nahe zueinander in der­ selben Ebene innerhalb des gleichen Werkstoffs ange­ ordnet, und zwar in der Weise, daß ein innerer Wärme­ transport die Messung in der äußeren Zone beeinflußt. Die aus den Einrichtungen zur Wärmeübertragung und zur Messung bestehende Baugruppe ist in einer Masse aus dem gleichen Werkstoff eingeschlossen, der einer Beheizung durch verschiedene andere Bauelemente ausgesetzt ist und infolgedessen die Differenzmessung zwischen der beheizten Meßzone und der nicht beheizten Referenz-Meßzone ver­ fälscht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nach­ teile der bekannten Lösung zu vermeiden und einen neuen Fühler zur Messung der Wärmeleitfähigkeit anzugeben, der einen einfachen Aufbau besitzt, unempfindlich und von kleinem Platzbedarf ist und Meßeigenschaften bietet, zu denen Genauigkeit, Empfindlichkeit, Stabilität, Schnellig­ keit und Reproduzierbarkeit gehören.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem ein­ gangs beschriebenen Meßfühler erfindungsgemäß durch
  • - eine Tragplatte aus einem elektrisch und thermisch isolierenden Werkstoff mit begrenzten Bereichen, die auf der Meßseite in der gleichen Ebene angeordnet und durch mindestens eine Vertiefung voneinander ge­ trennt und mit den Meßzonen versehen sind, die aus leitfähigen Abschnitten bestehen, die thermisch von­ einander getrennt aber elektrisch von einer Zone zur anderen durch Thermopaare in Reihe geschaltet sind, von denen die Warmstellen von den Abschnitten der mittleren Meßzone Z 1 und von denen die Kalt­ stellen von den Abschnitten der äußeren Meßzone Z 2 getragen werden,
  • - ein ebenes Heizelement, das auf der Außenseite der Meßseite in Verbindung mit der mittleren Meß­ zone angeordnet ist,
  • - einen die Meßzonen überdeckenden Überzug aus einem elektrisch isolierenden mit thermisch leitenden Partikeln versetzten Werkstoff,
  • - eine Kappe aus einem elektrisch und thermisch isolierenden Werkstoff, der die mit den Zuführungs­ leitungen versehene Seite der Tragplatte abdeckt, und
  • - eine Masse aus einem thermisch isolierenden Werk­ stoff, die das zwischen Tragplatte und Kappe ge­ bildete Volumen ausfüllt.
Der Erfindungsgegenstand zeichnet sich durch die Eigen­ schaften hoher Genauigkeit und Meßempfindlichkeit, stabiler und reproduzierbarer Meßwerte und durch ein schnelles An­ sprechverhalten aus.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 6 näher er­ läutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungs­ beispiel der Erfindung,
Fig. 2 einen Axialschnitt durch den Gegenstand von Fig. 1, im wesentlichen entlang der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Explosionsdarstellung zur Erläuterung weiterer konstruktiver Einzelheiten des Gegenstandes nach den Fig. 1 und 2,
Fig. 4 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungs­ beispiel der Erfindung,
Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4 und
Fig. 6 Teilausschnitte aus Fig. 5 in einem stark vergrößertem Maßstab entlang der Linie VI-VI in Fig. 4.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, besitzt der Fühler eine Tragplatte 1 aus einem widerstandsfähigen Kunststoff, die durch Spritzen oder maschinelle Bearbeitung herge­ stellt worden ist. Bei dem Ausführungsbeispiel besteht die Tragplatte 1 aus einem Epoxidharz mit einer Füllung aus Glasfasern. Der Fühler hat im wesentlichen eine zylindrische Form und besitzt eine kreisförmige Tragplatte 1.
Die Tragplatte 1 besitzt auf ihrer Meßseite 2 zwei Bereiche 3 und 4, die in einer gemeinsamen Ebene liegen. Der Bereich 3 ist kreisförmig ausgebildet und liegt in der Mitte der Tragplatte 1, während der Bereich 4 ringförmig ausgebildet ist, konzentrisch zum Bereich 3 verläuft und in der Nähe des äußeren Randes der Tragplatte 1 angeordnet ist.
Der Bereich 3 besitzt in seiner Oberfläche n thermisch leitfähige Abschnitte 5, die aus Beschichtungen aus Kupfer oder Silber bestehen. Die Abschnitte 5 haben die Form von Winkel-Sektoren und sind voneinander getrennt. Die Gruppe von Abschnitten 5 ist mit einem Überzug 6 aus einem elektrisch isolierenden Material wie Kunstharz versehen, in das Partikel aus einem Material wie Aluminium eingebettet sind, durch die die Wärmeleitfähigkeit verbessert wird, ohne den elektrischen Isolationseigenschaften zu schaden. Dieser Überzug 6 umhüllt ein ebenes Heizelement 7, das aus einem Leiter mit konstantem Widerstand besteht, wie aus Konstantan, das häufig für Dehnungsmeßelemente verwendet wird, oder aus einer Beschichtung aus einer dünnen Widerstandsschicht. Das Heizelement 7 ist so auf der Außenfläche der Meßseite 2 angeordnet, daß es von den Abschnitten 5 durch eine sehr dünne Schicht des Materials für den Überzug 6 getrennt ist. Die Ab­ schnitte 5 bilden eine Meßzone Z 1 für die Messung der Temperatur des beheizten Bereichs der Materie.
Der ringförmige Bereich 4 besitzt auf seiner Ober­ fläche thermisch leitende Abschnitte 8, die in der gleichen Weise ausgeführt sind, wie die Abschnitte 5, und deren Anzahl mit derjenigen der Abschnitte 5 über­ einstimmt, wobei die Abschnitte 5 und 8 auch hinsicht­ lich ihrer radialen Ausrichtung miteinander überein­ stimmen. Die Abschnitte 8 des Bereichs 4 sind gleich­ falls mit einem Überzug 6 versehen und bilden eine äußere Meßzone Z 2 für die Messung der Referenz­ temperatur der Materie.
Die Meßzonen Z 1 und Z 2 sind untereinander mit in Reihe geschalteten Thermopaaren versehen, die auf den Ab­ schnitten 5 Warmpunkte 9 und auf den Abschnitten 8 Kaltpunkte 10 bilden. Die Verbindungsleitungen dieser Warm- und Kaltpunkte haben einen geringen Durchmesser, der vorzugsweise unter 0,1 mm liegt, um eine störende Wärmeleitung zu vermeiden. Die Verbindungsleitungen sind durch Lötvorgänge auf den Außenflächen der Abschnitte 8 und 9 befestigt und durchdringen die Tragplatte 1 durch Löcher 19, die nachfolgend durch das Aufbringen eines Harzes (wie Epoxidharz) geschlossen werden. Die beiden letzten Thermoelemente der Reihenschaltung sind durch zwei Leiter 12 und 13 mit zwei Anschlußflächen 14 und 15 verbunden, die auf derjenigen Seite 16 der Tragplatte 1 angeordnet sind, die der Meßseite 2 abgekehrt ist und die infolgedessen als Innenseite bezeichnet wird. Die Anschlußflächen 14 und 15 dienen auch zur Verbindung mit zwei Leitern 17 und 18, die Teil einer Anschluß­ leitung sind, die zu einer Vorrichtung zum Regeln und zur Anzeige führt.
Die Tragplatte 1 ist in der Weise ausgebildet, daß die Meßzonen Z 1 und Z 2 voneinander durch einen Hohl­ raum bzw. eine ringförmige Vertiefung 20 in der Weise getrennt sind, daß die eigentlich wirksame Fläche der Meßseite 2 auf die Bereiche 3 und 4 begrenzt ist. Dies ist deswegen vorgenommen worden, um die Wärme­ leitung zwischen den beiden Meßzonen Z 1 und Z 2 zu be­ grenzen, wenn die Vorrichtung sich nach dem Aufliegen auf die Materie oder das Gewebe in Betrieb befindet.
Die Ausbildung der Tragplatte 1 ist gleichfalls so ge­ troffen worden, daß sie auf der Innenseite 16 und in Übereinstimmung mit den Bereichen 3 und 4 einen Hohl­ raum bzw. eine innere zentrale Vertiefung 30 und einen Hohlraum bzw. eine ringförmige Vertiefung 31 besitzt. Durch diese Ausbildung wird die Dicke des Werkstoffs der Tragplatte beiderseits der Meßzonen Z 1 und Z 2 be­ grenzt und gleichzeitig die Wärmeträgheit verringert, indem die Speicherkapazität für Wärme vermindert wird.
Fig. 1 zeigt außerdem, daß die Tragplatte 1 im wesentlichen eine konstante Dicke besitzt, daß jedoch in bestimmten Fällen die Dicke des Werkstoffs im Bereich der Meßzonen Z 1 und Z 2 noch weiter verringert werden kann, um die innere Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Mittenbereich und dem Randbereich noch weiter zu verringern.
Die Tragplatte 1 ist mit einer Kappe 32 versehen, die aus dem gleichen Werkstoff besteht, und die mittels einer Zentrierfläche 33 dicht auf den Außen­ rand der Tragplatte 1 aufgesetzt ist. Der Rand 34 der Kappe 32 ist gegenüber der Oberfläche der Meß­ seite 2 zurückgesetzt angeordnet und befindet sich beispielsweise in der gleichen Ebene wie der Grund einer äußeren Hohlkehle 35, die außerhalb des Bereichs 4 in der Meßseite 2 der Tragplatte 1 angeordnet ist. Die Kappe 32 begrenzt zusammen mit der Tragplatte 1 einen Hohlraum (Volumen) 36, der mit einer Masse M aus thermisch isolierendem Material ausgefüllt ist, wie beispielsweise mit geschäumten Polystyrol, in das die Verbindungsleitungen für die Thermoelemente ebenso eingebettet sind, wie die Leiter 12, 13, 17 und 18, ebenso wie die beiden Anschlußleitungen 37 und 38 für die elektrische Stromversorgung, die an zwei Anschluß­ flächen 39 und 40 angeschlossen sind, mit denen auch die Leiter 41 und 42 verbunden sind, die zu dem Heiz­ element 7 hin führen.
Die Anschlußleitungen 37 und 38 sind Teil eines Kabels, das gegebenenfalls auch zwei Leiter 43 und 44 aufweisen kann, die zu zwei Anschlußflächen 45 und 46 führen, die über zwei weitere Leiter 47 und 48 mit einer Sonde 49 zur Temperaturmessung verbunden sind, die beispielsweise durch einen Thermistor gebildet wird. Die Temperatursonde 49 ist in der Referenz- Meßzone Z 2 angeordnet, und zwar in einer Ausnehmung 50 in der Tragplatte 1 in einem Zwischenraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abschnitten 8. Das Kabel, das durch die Gesamtheit aller Leitungen gebildet wird, durchdringt die Kappe 32 mittels einer Schutzhülle 51.
Der vorstehend beschriebene Meßfühler bildet ein Meß­ element von sehr kleinen Abmessungen und großer Festigkeit, weil die empfindlichen Bauelemente, wie die Verbindungsleitungen zwischen den in Reihe ge­ schalteten Thermoelementen geschützt in das Innere der thermisch isolierenden Masse M eingebettet sind, die den Hohlraum 36 ausfüllt.
Bei der Benutzung eines solchen Meßfühlers wird die Meßseite 2 auf die Oberfläche der Materie oder des zu untersuchenden Gewebes aufgelegt, um die Temperatur dieser Oberfläche mittels der Abschnitte 8 in der Meßzone Z 2 zu messen. Danach wird das Heizelement 7 eingeschaltet und beaufschlagt die Meßzone Z 1 mit einer entsprechenden Wärmeenergie. Die Summe der elektromotorischen Kräfte der äußeren Thermoelemente mit einer Reihenschaltung zwischen den Meßzonen Z 1 und Z 2 wird in der Weise gemessen, daß die Temperatur­ differenz zwischen den beiden Meßzonen Z 1 und Z 2 bestimmt wird. Diese Messung ermöglicht die Einstellung der Energiezufuhr im Bereich der Meßzone Z 2, um die vorbestimmte Temperaturdifferenz zwischen den Meß­ zonen Z 1 und Z 2 aufrechtzuerhalten. Die Messung der zugeführten Energie ermöglicht die Berechnung der Wärmeleitfähigkeit der Materie bzw. des Gewebes.
Der Aufbau des erfindungsgemäßen Meßfühlers wird insbesondere deswegen gewählt, wie sich aus den vorstehenden Ausführungen ergibt, um die Wärme­ brücken zwischen der äußeren Referenz-Meßzone Z 2 und der zentralen Meßzone Z 1 zu verringern. Diese Verringerung wird durch die Ausbildung der Trag­ platte 1 und insbesondere durch die Anwesenheit der ringförmigen Vertiefung 20 erreicht, die die Bereiche 3 und 4 voneinander trennt, sowie durch die Hohlkehle 35.
Die Hohlräume oder Vertiefungen 30 und 31 sind gleich­ falls deswegen vorgesehen, um die Wärmespeicherung im Bereich der Abschnitte 5 und 6 zu verringern und dadurch eine hohe Ansprechgeschwindigkeit und eine große Meßgenauigkeit zu erzielen.
Das Vorhandensein der Anschlußflächen 14, 15, 39, 40 und 45, 46 gestattet die Verwendung von Anschluß­ oder Versorgungsleitungen mit üblichen Querschnitten, die die üblichen mechanischen Kräfte aufnehmen können. Diese Bauweise ermöglicht, ausgehend von den genannten Anschlußflächen, die Einschaltung von Verbindungsleitungen mit sehr geringem Quer­ schnitt, um störende Wärmetransporte zu verringern.
Um die thermische Beeinflussung weiter zu verringern, beispielsweise die Beeinflussung der Meßzonen Z 1 und Z 2 durchInfrarotstrahlung, ist die Kappe 32 mindestens auf ihrer Außenfläche mit einem Über­ zug 52 versehen, der die Infrarotstrahlung reflektiert. Ein solcher Überzug kann außerdem zum gleichen Zweck auf der Innenseite der Kappe 32 vorgesehen sein.
Die Fig. 4 bis 6 erläutern eine Variante des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels, bei der der Fühler in der Weise ausgebildet ist, daß er eine lineare Meßzone Z 1 aufweist, die den mittleren Längsbereich einer Tragplatte 1 a einnimmt, deren äußeren Längskanten mit zwei Referenz-Meßzonen Z 2 versehen sind, die im gleichen Abstand beiderseits der Meßzone Z 1 angeordnet sind und parallel zu dieser verlaufen. Die Tragplatte 1 a wird in analoger Weise zu der bereits beschriebenen Tragplatte ausgeführt, d. h. sie besitzt zwei Hohlräume oder Vertiefungen 20 a, die die Bereiche 3 a und 4 a mit den Meßzonen Z 1 und Z 2 voneinander trennen. Die Tragplatte 1 a besitzt außerdem, ausgehend von ihrer Innenseite 16 a Hohlräume oder Ver­ tiefungen 30 a und 31 a. Die Vertiefungen 20 a sind an den querverlaufenden Enden der Tragplatte 1 a geöffnet und bilden darüberhinaus Tunnels für die Zirkulation der Umgebungsluft, um auf diese Weise die Ausbildung einer abgeschlossenen Atmosphäre zwischen der Meß­ zone und den Referenz-Meßzonen auszuschalten. Ein solcher Einschluß der Atmosphäre wäre für eine Ver­ änderung des Feuchtigkeitsgrades der zu untersuchenden Materie verantwortlich.
Die Meßzone Z 1 besteht aus leitfähigen Abschnitten 5 a, deren Anzahl mit der Summe der Abschnitte 8 a in den beiden äußeren seitlichen Meßzonen Z 2 - geteilt durch 2 - übereinstimmt. Fig. 4 führt das Anschlußschema der Reihenschaltung zwischen den Abschnitten 5 a und 8 a vor Augen, die durch die Verbindungsleitungen mit geringen Querschnitten zwischen den Warmpunkten 9 a und den Kaltpunkten 10 a gebildet wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Heizelement 7 a durch einen Heizleiter 60 mit geringem Querschnitt ge­ bildet, der sich linear über sämtliche leitfähigen Ab­ schnitte 5 a erstreckt und zwischen zwei Anschlußklemmen 61 und 62 gehalten ist. Der Heizleiter 60 wird in dem Überzug 6 a eingebettet gehalten und besteht beispielsweise aus einem elektrischen Widerstandsleiter, der von Temperaturänderungen unabhängig ist oder nur einen sehr geringen Temperaturkoeffizienten aufweist, wie beispiels­ weise Konstantan. Für dieses Ausführungsbeispiel gelten die gleichen Vorteile.

Claims (9)

1. Fühler für die Messung der Wärmeleitfähigkeit von Materie mit einer Tragplatte (1), die auf ihrer Meß­ seite (2) eine mittlere leitfähige Meßzone (Z 1) mit einem Heizelement (7) sowie eine äußere Referenz- Meßzone (Z 2) aufweist und auf der der Meßseite (2) gegenüberliegenden Seite elektrische Zuführungs­ leitungen für die Stromversorgung des Heizele­ ments (7) sowie für die Reihenschaltung der mittleren und der äußeren Meßzonen besitzt, gekennzeichnet durch
  • - eine Tragplatte (1, 1 a) aus einem elektrisch und thermisch isolierenden Werkstoff mit begrenzten Bereichen (3, 3 a; 4, 4 a), die auf der Meßseite (2) in der gleichen Ebene angeordnet und durch mindestens eine Vertiefung (20, 20 a) voneinander getrennt und mit den Meßzonen (Z 1, Z 2) versehen sind, die aus leitfähigen Abschnitten (5, 5 a; 8, 8 a) bestehen, die thermisch voneinander getrennt aber elektrisch von einer Zone zur anderen durch Thermo­ paare in Reihe geschaltet sind, von denen die Warm­ stellen (9, 9 a) von den Abschnitten der mittleren Meßzone (Z 1) und von denen die Kaltstellen (10, 10 a) von den Abschnitten der äußeren Meßzone (Z 2) getragen werden,
  • - ein ebenes Heizelement (7, 7 a), das auf der Außen­ seite der Meßseite (2) in Verbindung mit der mittleren Meßzone (Z 1) angeordnet ist,
  • - einen die Meßzonen (Z 1, Z 2) überdeckenden Über­ zug (6, 6 a) aus einem elektrisch isolierenden mit thermisch leitenden Partikeln versetzten Werk­ stoff,
  • - eine Kappe (32, 32 a) aus einem elektrisch und thermisch isolierenden Werkstoff, der die mit den Zuführungsleitungen versehene Seite der Trag­ platte (1, 1 a) abdeckt, und
  • - eine Masse (M) aus einem thermisch isolierenden Werkstoff, die das zwischen Tragplatte (1, 1 a) und Kappe (32, 32 a) gebildete Volumen ausfüllt.
2. Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatte (1, 1 a) derart geformt ist, daß sie auf der der Meßseite (2) gegenüberliegenden Seite (16) Vertiefungen (30, 30 a; 31, 31 a) aufweist, die den Bereichen (3, 3 a; 4, 4 a) mit den Meß­ zonen (Z 1, Z 2) entsprechen.
3. Meßfühler nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen aus Leitern mit geringem Querschnitt bestehen, die die Dicke der Tragplatte (1, 1 a) durchdringen und mit den Abschnitten (5, 5 a; 8, 8 a) verlötet sind.
4. Meßfühler nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatte (1, 1 a) auf der der Meßseite (2) gegenüberliegenden Seite (16) Anschlußflächen (14, 14 a; 15, 15 a; 39, 39 a; 40, 40 a; 45, 45 a; 46, 46 a) aufweist, mit denen die Ver­ bindungsleitungen, und die Anschluß- und Meß­ leitungen (37, 38, 43, 44) verbunden sind.
5. Meßfühler nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatte (1) abge­ dichtet in die Kappe (32) eingesetzt ist, deren Rand (34) gegenüber den Bereichen (3, 4) mit den Meßzonen (Z 1, Z 2) zurückgesetzt ist.
6. Meßfühler nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatte (1) mit einer Kappe (32) versehen ist, von der mindestens die Außen­ fläche einen Überzug (52) mit infrarotreflektierenden Eigenschaften aufweist.
7. Meßfühler nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale kreisförmige Meßzone (Z 1) und eine hierzu konzentrische äußere ringförmige Referenz-Meßzone (Z 2) vorhanden sind.
8. Meßfühler nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine mittlere lineare Meßzone (Z 1) und auf deren beiden Seiten im gleichen Abstand von ihr zwei äußere, lineare Meßzonen (Z 2) vorhanden sind, die parallel zur mittleren Meß­ zone (Z 1) verlaufen.
9. Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Meßzone (Z 2) mit einer Sonde (49, 49 a) für die Messung derjenigen Temperatur versehen ist, die in einem Teil der Tragplatte (1, 1 a) zwischen zwei leitfähigen Abschnitten (8, 8 a) herrscht.
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