Bimetall-Zeigerthermometer

Ein Bimetall ist ein Bauteil, das aus zwei miteinander verbundenen Streifen unterschiedlicher Metalle besteht (z.B. Stahl und Zink). Jedes Metall dehnt sich bei Temperaturänderung unterschiedlich stark aus, was eine Krümmung des Bimetalls verursacht. Das Verhältnis zwischen den beiden Metallen ist bekannt, weil jedes Metall einen feststehenden Wärmeausdehnungskoeffizienten hat. Deshalb kann man an der Stärke der Krümmung die Temperatur ablesen. In einem Bimetall-Zeigerthermometer wird das Bimetall deshalb über eine Messmechanik mit einem Zeiger verbunden, der die Temperatur auf einer Skala anzeigt.

Bimetall-Zeigerthermometer im Detail

Ein Bimetall besteht aus zwei Schichten unterschiedlicher Metalle. Um eine möglichst starke Krümmung des Bimetall-Streifens zu erreichen, wird ein möglichst großer Unterschied zwischen den Wärmeausdehnungskoeffizienten beider Materialien gewählt. Das Material mit dem höheren Koeffizienten wird oft als aktive, sein Gegenpart als passive Komponente des Bimetalls bezeichnet. Diese Schichtverbundwerkstoffe sind in der DIN 1715 genormt und werden auch als Thermobimetalle bezeichnet.

In einem Bimetall-Zeigerthermometer, in seiner einfachsten Ausführung, ist das temperaturempfindliche Bimetall meist als Spirale gebogen. Ein Ende ist fest eingespannt, das andere Ende trägt die Welle für den Zeiger. Solche Ausführungen sind mit einem Fehler von bis zu 10% vom Skalenendwert nicht sehr genau. Dafür sind sie sehr preiswert herzustellen und genügen dem Einsatzzweck in privaten Kühlschränken, Backöfen oder ähnlichen Anwendungen vollkommen.

Beim industriellen Bimetall-Zeigerthermometer wird ein größerer Aufwand hinsichtlich Aufbau und Anzeigemechanik getrieben. Hier wird sogar die Genauigkeitsklasse 1 (1% vom Skalenendwert) nach EN 13190 erreicht. Gerade im industriellen Umfeld ist häufig die Trennung von Mess- und Anzeigeort notwendig bzw. müssen Temperaturen in rohrgeführten Medien gemessen werden. In solchen Fällen wird ein wenderförmiger Bimetallstreifen in einem Tauchrohr platziert und die temperaturabhängige Drehbewegung, durch eine Mechanik im Zeigergehäuse am oberen Ende des Tauchrohres, in eine Bewegung des Zeigers umgesetzt. Bei entsprechener Wahl der Materialien von Tauchrohr und Gehäuse ist der Einsatz auch in rauer Umgebung und zur Temperaturmessung in aggressiven Medien möglich.

Bimetall-Zeigerthermometer werden seit vielen Jahrzehnten für die Temperaturanzeige eingesetzt. Die Technik ist ausgereift, robust und bewährt. Trotz fortschreitender Digitalisierung gibt es auch heute noch genügend Einsatzfälle, für die ein solches klassisches Anzeigeinstrument, welches ohne Spannungsversorgung arbeitet, prädestiniert ist.

 

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