Thermobau Wirthwein

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Wie funktioniert eigentlich ein Bimetall-Thermometer?

Die Temperatur ist die am meisten vertraute Messgröße und gehört zu den sieben Basisgrößen des internationalen Einheitensystems. Sie ist die wichtigste Messgröße bei fast allen Produktionsprozessen. In verfahrenstechnischen Anlagen wird bei etwa einem Drittel aller Messstellen die Temperatur gemessen.

Zur eindeutigen Temperaturfestlegung benötigt man zwei Fixpunkte und eine lineare Einteilung. Am weitesten verbreitet ist die Einteilung in der Einheit Grad Celsius mit dem Einheitszeichen °C. Grad Celsius hat ihren Ursprung in der Festlegung der Fixpunkte von Wasser, indem man die Gefrier- und Siedepunkte von Wasser wählte und das Intervall in 100 Teile einteilte.

Die Temperatur kann auf vielfache Weise auf Materialien einwirken. Sie kann bei flüssigen und festen Stoffen zu Volumen- und Längenänderungen, bei gasförmigen Stoffen in Behältern zu Druckänderungen oder bei Metallen und Halbleitern zur Änderung des elektrischen Widerstandes führen. Es gibt also eine Vielzahl von Möglichkeiten, die Temperatur zu messen.

In der industriellen Praxis haben sich die berührenden Messverfahren durchgesetzt. Dazu zählen die mechanischen und die elektrischen Berührungsthermometer. Das Bimetall-Thermometer wird zu den mechanischen Berührungsthermometern gezählt, in dem eine Bimetallwendel oder -spirale sich je nach Temperatur ausdehnt. Sie werden im wesentlichen als Zeigerthermometer eingesetzt und sind im Aufbau einfach, robust und zuverlässig.

Das Bimetall-Thermometer besteht meist aus einem Tauchrohr, indem eine eingeschweißte Bimetallwendel oder -spirale angebracht ist. An dieser Wendel ist die Anzeigeneinheit mit Skala und Zeiger fest verbunden. Die Drehbewegung des Bimetalls wird direkt über eine Welle auf den Zeiger übertragen. Die Wendel oder Spirale besteht aus zwei fest miteinander verbundenen Metallstreifen unterschiedlicher Temperaturausdehnung. Die Streifen sind spiralförmig gewickelt. Je nach Wickellänge, Durchmesser und Material erfolgt eine Abstimmung, damit im Nenntemperaturbereich eine Drehbewegung von 270° erreicht wird. Durch die unterschiedliche Kombination des Bimetalls können Anzeigenbereiche zwischen -100°C und +600°C gewählt werden.