Titel: F. Fischer, über Bestimmung hoher Temperaturen.
Autor: Fischer, Ferd.
Fundstelle: 1878, Band 230 (S. 319–325)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj230/ar230075

Bestimmung hoher Temperaturen; von Ferd. Fischer.

Mit Abbildungen.

Im Anschluſs an die früheren Mittheilungen (*1877 225 272. 463) mögen einige neue Pyrometer, sowie diesbezügliche Versuche über die Zuverlässigkeit derselben besprochen werden.

J. A. Tremeschini und F. Lion (Englisches Patent Nr. 2708 vom 12. Januar 1878) berechnen die Temperatur eines Ofens aus der strahlenden Wärme, ähnlich wie dies schon früher Sweeny (1877 225 464) gethan hat. Sie bringen zu dem Zweck eine mehrfach gebogene Röhre aus feuerfestem Thon in den betreffenden Ofen, an dessen offenem Ende Luft eintritt. Die austretende heiſse Luft gelangt in einen röhrenförmigen Ansatz aus geschwärztem Kupfer, welchem gegenüber sich ein empfindliches Metallthermometer befindet, das mittels Zahngetriebes entfernt oder genähert werden kann. Wird das Thermometer auf einer bestimmten Temperatur gehalten, so entspricht die Entfernung den Quadraten der Temperatur.

|320|

Aehnlich wie dies bereits Zabel (1870 195 236) ausführte, verbindet Mac-Donald (Englisches Patent Nr. 1716 vom 3. Mai 1877) ein mit trockenem Stickstoff gefülltes Metall- oder Porzellanrohr mit einem Bourdon'schen Manometer, welches mit einer entsprechenden Temperaturscale versehen ist.

W. Maier1) in Ulm hat ein Pyrometer construirt, welches aus einem eisernen Rohre besteht, in dessen Achse sich eine Welle leicht bewegt. Um diese Welle ist ein Metallstab spiralförmig gewickelt, von welchem das eine Ende am Rohr, das andere an dieser Welle befestigt ist. Durch die Erwärmung und Abkühlung dreht sich die Spirale auf und zu und bewirkt dadurch eine Drehung der Welle, welche auf einem Zifferblatt mittels eines Zeigers ohne alle Uebertragungsmittel sichtbar gemacht ist. Eine bleibende Ausdehnung des Metallstabes soll bei dem von Maier angewendeten Metall bis 450° nicht stattfinden; hat sie aber dennoch stattgefunden, so läſst sich das Pyrometer angeblich leicht wieder richtig stellen. – Sowohl nach meinen als nach anderen Versuchen sind Metallspiralen zu Temperaturbestimmungen völlig unbrauchbar. Ich bezweifle daher, daſs dieses Pyrometer für höhere Temperaturen zuverlässige Angaben macht.

Das Pyrometer von Zabel und Comp. in Quedlinburg (D. R. P. Anmeldung Nr. 431 vom 17. April 1878 und Nr. 3846 vom 6. Mai 1878) beruht auf der ungleichen Ausdehnung zweier Metallstäbe. In dem geschlossenen Schutzrohre a (Fig. 1), welches in den Körper b eingeschraubt ist, befindet sich ein Messingrohr, für höhere Temperaturen bis 900° ein Kupferrohr c. Dieses ist im Körper befestigt und trägt an seinem oberen Ende die Werkplatten eines Fühlhebelapparates. In dem Rohre c befindet sich ein zweites Rohr d aus gleichem Metall, welches an seinem unteren Ende ein Stahlrohr e trägt und an seinem oberen mit dem Fühlhebel verbunden ist. Das Stahlrohr e ist unten mit dem Messingrohre c verschraubt. Taucht man nun den Schaft des Instrumentes, d.h. den Theil von Flansche, Conus oder Gewindezapfen abwärts, in die Flüssigkeit oder Feuerluft, deren Temperatur gemessen werden soll, so erwärmen und dehnen sich die Rohre c und d gleichmäſsig, da dieselben aus gleichem Metall bestehen; nur das Stahlrohr c dehnt sich weniger aus. Dieser Unterschied in der Ausdehnung wird durch das Fühlhebelwerk, welches in der Abbildung durch das auf dem Zifferblatt herausgeschnittene Stück sichtbar ist, auf den Zeiger übertragen, welcher die betreffende Temperatur auf der Scale anzeigt.

Damit zur gleichmäſsigeren Erwärmung der Rohre die erhitzte Luft in den Rohren circuliren und austreten kann, ist der Körper mit zwei Oeffnungen versehen, welche mit einer eigentümlichen Filtrirvorrichtung |321| f (Fig. 2), bestehend aus zwei Drahtsieben mit zwischengelegtem Schwämme, zugeschraubt sind, damit auch in feuchten oder staubigen Räumen mit dem Instrument gearbeitet werden kann. Die Einstellung der Scale geschieht nach dem Abschrauben der erwähnten Filtervorrichtung mittels der gezahnten Scheibe g (Fig. 3).

Fig. 1–4., Bd. 230, S. 321

Steinle und Hartung in Quedlinburg verfertigen Graphitpyrometer.2) Das geschlossene Schutzrohr a (Fig. 4) trägt auf seinem oberen Ende die Büchse b mit der Scale und ist an seinem unteren Ende bei u mit dem siebartig durchlöcherten Rohre c verbunden. Letzteres trägt auf |322| seinem Kopfe, der bei k eine gute Führung im Schutzrohr a erhält, das Zeigerwerk, welches durch das ebenfalls durchlöcherte Rohr d in Verbindung mit dem Graphitstab g steht. Sobald das Rohr l in Folge äuſserer Temperatureinflüsse seine Länge verändert, wird der Graphitstab und durch Vermittlung des Rohres d auch der Zeiger in Bewegung gesetzt. Das Schutzrohr a kann seine Länge beliebig verändern, ohne auf das Zeigerwerk irgend welchen Einfluſs zu üben, während die Rohre c und d, da sie durchlöchert und von einer groſsen Luftschicht umspült sind, immer gleiche Temperaturen und darum auch gleiche Längen behalten sollen. Die Einstellung geschieht nach dem Lösen der Schraube s mittels eines eingesteckten Schlüssels durch entsprechendes Drehen des Zeigers.

Der Güte der genannten Firma verdanke ich ein sehr gut gearbeitetes Graphitpyrometer, welches ich mehrfach mit dem Siemens'schen elektrischen Pyrometer (*1875 217 291) und meinem kleinen Calorimeter (* 1877 225 468), für niedere Temperaturen mit einem Geiſsler'schen Quecksilber-Normalthermometer mit Stickstofffüllung verglichen habe. Die Apparate wurden unmittelbar neben einander in einem eigens für derartige Zwecke vorgerichteten Ofen gebracht, welcher später bei Besprechung der Verbrennungsvorgänge in Stubenöfen näher beschrieben werden soll.

Tabelle I.

Zeit Steinle und
Hartung
Siemens F. Fischer
Bemerkungen
Uhr
2

2
2


3
3
3
4
4
4
4
4
5
5
5
5
5
5
Min.
20

30
40


40
50
55
3
12
20
30
46
0
5
10
20
30
45

358

354
315


728
760
755
729
700
615
608
530
448
440
428
393
359
260

361

358
316


612
617
623
619
612
575
535
471
455
437
423
391
351
266











602

518
464


418



Temperatur der in den Schornstein abziehen-
den Gase 180°. Zug 1mm,3.

Thermometer 3150. Das Graphitpyrometer, in
Wasser von 10° getaucht, sprang auf – 50°,
ging innerhalb 1 Stunde wieder auf + 9°.
Temperatur der abziehenden Gase 195°.



Desgleichen 170°.


Desgleichen 144°.





Thermometer 261°. Im Wasser von 10° ging
das Graphitpyrometer auf – 45°, erhob
sich aber in der Nacht auf + 30°.
|323|

Hiernach stimmen die Angaben des elektrischen Pyrometers mit dem Calorimeter und Quecksilberthermometer recht gut, auch mit dem Graphitpyrometer bis 450°; dann aber zeigt letzteres zu hohe Temperaturen an.

Am zweiten Versuchstage wurden vor den Temperaturbestimmungen bei Kokesfeuer die Gase mit dem bereits beschriebenen Apparate (*1878 227 259. 229 262) untersucht, sowie die Temperatur der abziehenden Gase und die Zugstärke des Schornsteines in Millimeter Wasserhöhe bemerkt:

Zeit Kohlensäure Sauerstoff Stickstoff Schornsteint-
temperatur
Zug

Bemerkungen
Uhr
8
8
8
8
2
2
Min.
12
20
30
50
0
10

11,4
14,6
13,1
13,0
9,2
12,0

8,5
5,6
7,4
7,6
10,5
8,1

80,1
79,8
79,5
79,4
80,3
79,9

182
208
231
248
214
228
mm
1,2
1,5
1,6
1,9
1,6
1,8

7 Uhr 45 Min. angezündet.



1 Uhr 35 Min. angezündet,

Nachdem die in Tabelle II (S. 324) zusammengestellten Versuche beendet waren, wurde das Graphitpyrometer wieder richtig eingestellt und mit dem elektrischen Pyrometer und dem Quecksilberthermometer zusammen in lebhaft siedendes Wasser gebracht. Es wurden folgende Angaben erhalten:

Zeit Steinle und Härtung Siemens Geiſsler
Uhr Min.
8 10 101 98 99,5
8 20 102 100 99,8
8 30 103 99 99,8
8 40 103 101 99,8.

Diese Versuche bestätigen, daſs das elektrische Pyrometer sich langsamer erwärmt und abkühlt als das Graphitpyrometer, daſs letzteres die Temperatur daher rascher angibt. Zählt man zu den Angaben des Calorimeters 2 Proc. hinzu, die auf den unvermeidlichen Wärmeverlust während des Einwerfens des Eisencylinders zu rechnen sind, so stimmen dieselben mit den Temperaturangaben des elektrischen Pyrometers sehr gut überein. Da dies ferner mit dem Quecksilberthermometer für niedere Temperaturen stimmt, so halte ich die Angaben dieser beiden Pyrometer für richtig.

|324|

Tabelle II.

Zeit Steinle und
Hartung
Siemens F. Fischer Geiſsler Schornstein Zug
Bemerkungen
Uhr
8
9
9
9
9
9
9
9
10
10
10
10
10
10
2

2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
4
4
4
4
4
Min.
40
0
15
20
23
27
30
40
0
10
14
20
35
40
5

25
30
35
40
50
55
5
10
15
25
10
15
25
30
50

843
910
862
860
858
852
848
810
670
581
560
511
312
294
68

945
945
939
928
850
820
788
768
730
700
438
405
320
228
223
88

751
837
778
750
751
747
744
710
585
502
495
449
308
290


696
766
796
798
732
705
664
651
633
609
284
261
212
142
118
17

754

761



730
697


482
440





741

788
























304
287
16











285
256
208
138
117
16




222


218
213
188



105



238
240
243
243

218
201
198
193
188
128
120
103


mm



2,0


2,2
2,1
2,3



1,0



1,9
2,0
2,0
2,1


1,7
1,5


1,5
1,3
1,2



Rothglühend.






Rothglühend.
Kaum sichtbar roth.
Schwarz.




Im Zimmer. Das Graphitpyrometer
wurde nicht corrigirt.
2 Uhr 10 Min. eingesetzt.








Schwach rothglühend.





Am anderen Morgen.

Das Pyrometer von Steinle und Hartung ist offenbar nach einem Quecksilberthermometer eingetheilt, ohne Rücksicht darauf, daſs die Ausdehnung des Eisens und Graphites in höheren Hitzegraden jedenfalls verhältniſsmäſsig gröſser ist. Daher werden die Abweichungen auch um so gröſser, je höher die Temperatur. Dieser Fehler läſst sich wohl durch eine passende Eintheilung künftig vermeiden. Da es ferner vor jedem Gebrauch bequem eingestellt werden kann, so darf ich dasselbe für viele technische Zwecke wegen seiner leichten Handhabung, so daſs sich selbst gewöhnliche Arbeiter danach richten können, bestens empfehlen. Wo es allerdings auf völlige Genauigkeit ankommt, ist das Siemens'sche Pyrometer, trotz seines hohen Preises (500 M.), allen anderen vorzuziehen; sonst ist das von mir vereinfachte Calorimeter anzuwenden3), welches sich auch durch genaue Resultate und Billigkeit |325| auszeichnet, allerdings etwas mehr Uebung erfordert als das Graphitpyrometer.

Da die Eisencylinder oft abgeputzt und nachgewogen werden müssen, so habe ich auch Versuche mit einem 18g,472 schweren Platincylinder gemacht. Nach J. Violle4) ist die specifische Wärme des Platins zwischen 0 und 1200° C0t = 0,0317 + 0,000006 t. Daraus ergeben sich folgende Werthe:

C0100 = 0,0323 C0500 = 0,0347 C0900 = 0,0371
C0200 = 0,0321 C0600 = 0,0353 C01000 = 0,0377
C0300 = 0,0335 C0700 = 0,0359 C01100 = 0,0383
C0400 = 0,0341 C0800 = 0,0365 C01200 = 0,0389.

Die wahre specifische Wärme des Platins bei t° ist innerhalb derselben Grenzen woraus sich ergibt:

Die Schmelztemperatur des Platins ergab sich mit Hilfe dieser Werthe zu 1779°, wird aber wohl noch etwas niedriger sein, da die specifische Wärme des Platins in der Nähe des Schmelzpunktes offenbar rascher wächst.

Die mit dem Platincylinder erhaltenen Angaben stimmen zwar gut, die Vortheile desselben entsprechen aber doch nicht völlig den Kosten (26,50 M.) eines solchen, im Verhältniſs zu den Eisencylindern.

Die Versuche werden fortgesetzt.

|320|

Thonindustriezeitung, 1878 S. 52.

|321|

Daſselbe ist in den meisten industriellen Staaten, im Deutschen Reich vom 31. October 1877 ab patentirt.

|324|

Für 25 M. von W. Apel in Göttingen zu beziehen.

|325|

Comptes rendus, 1877 Bd. 85 S. 543.

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