Hidrológiai Közlöny 1958 (38. évfolyam)

2. szám - Véssey Ede: Termisztorok hidrológiai és mélyépítési alkalmazása

Hidrológiai Közlöny 1958. 2. sz. llf.3 Termisztorok hidrológiai és mélyépítési alkalmazása VÉSSE Y EDE Hazai elektromos iparunk alig egy éve gyártja a termisztorokat, mégis ezeknek a fémoxidokból előállított félvezetőknek fizikai jellemzői, sokrétű alkalmazásuk lehetősége, a külföldi műszaki eredményeket ismertető közlemények alapján egyre szélesebb körben válnak ismeretessé. Sőt megjelent már néhány hazai közlemény is, amely a termisztorok eredményes alkalmazásáról számol be. A termisztorok fizikai tulajdonságaival legalaposabban az a katalógus foglalkozik, melyet Révész Ákos állított össze az Egyesült Izzó Villamossági R. T. kiadásában. Ennek alapján ismertetjük röviden a termisztorokat s azok már forgalomban levő típusait. Ohm 10 ' 10' 10* 10' 10' 10' 10* 10' 100 0 100 200 300 400 C' 1. úbra A termisztor lényegében a hőmérséklettől függő olyan ellenállás, amely egyszerű felépítése ellenére a korszerű elektrotechnika legsokoldalúbban használható kapcsolási eleme. Amíg a fémek ellenállása a hőmérséklet fokozódásával nő, addig a termisztoroké csökken. Az ellenállásban bekövetkező változások —100 és + 400 C° között mintegy 10

6-szor nagyobb nagyságrendűek, mint pl. a platina ellenállásváltozása ugyanezen hőmérsékletek között (1. ábra). Anyaguk kerámiaszerűen kiégetett fémoxidok keveréke. A magas hőmérsékleten izzított anyagot két elektromos vezető (fémlemez, huzal stb.) közé forrasztják. Vannak gyöngy, tárcsa, és rúd alakúak, üvegbe forrasztva, vagy burkolatlan kivitelben különféle nagyságban. Élettartamuk korlátlan, korróziómentesek, igen olcsók. A hőmérséklet szempontjából értelmezett mérési határ gyakorlatilag kb. +350 C°. Az alábbiakban azokat a fontosabb területeket soroljuk fel, ahol — megítélésünk szerint — a termisztorok hidrológiai és mélyépítési alkalmazása műszaki és gazdasági előnyökkel járhat. Hőmérsékletmérés Egyszerű hőmérsékletmérés különféle halmazállapotú anyagok esetében, bemerítéssel, tapintással stb. Hőjelzés. Munkahelyek, raktárak, depóniák, termékek hőmérséklet mérése, jelfogós riasztó csengő, vagy lámpa működtetésével. Távhőmérés. Egymástól távoleső mérési pontok központos hőregisztrálása, pl. kutak, kút csoportok, termál- és kevert vizek, különféle vezetékek, fúrt lyukak, tartályok, talajrétegek rétegvizei, továbbá csatornák, ipari szennyvizek és gázok, kémények hőmérsékletének mérése. Ipari stb. hőhatásra átmelegedett talajok, épületszerkezetek, esetenkénti vagy folyamatos mérése (hűtőházak, kohók altalaja, nagytömegű tömbbetonok kötéshőjének mérése). A termisztoros hőmérő, lázmérő a termisztorok kis hőkapacitása miatt a biológia egyes területein is használható, pl. rovarok, levelek hőmérsékletének mérésére is lehetőséget ad. Nagy érzékenységű hőmérsékletkülönbség mérés. Speciális erősítő alkalmazásával, a termisztorok segítségével 1/1000 C° hőmérsékletkülönbség is észlelhető. Hőszabályozás Termosztátok, klímakamrák, szárítószekrények, hűtők automatikus szabályozása. Vákuum mérés Táv- és időkapcsolók Folyadékszint mérés Pl. talajvíz, víztornyok, medencék, kutak esetében történő szintmérés és vízszintstabilizálás, szabályozás. Nyomás- és áramlásmérés Pl. hűtővizek áramlásának ellenőrzése, áramlásjelzés. Feszü Usé gstabilizálá s és az elektrotechnika számos más területe, pl. elektroncsövek progresszív fűtése, elektromotorok progresszív indítása, nagyfrekvenciás teljesítménymérés stb. Az MTA Debreceni Atommagkutató Intézetében a termisztorok különféle alkalmazási lehetőségeivel kapcsolatban kutatásokat végeztünk. Az ezek alapján szerkesztett készülékek közül, közleményünkben arról a műszerről szándékozunk beszámolni, amely talaj- és mélységi víz hőmérsékletének fúrólyukakban, kutakban, munkagödrökben, vezetékekben történő mérésére alkalmas. Több termisztor típus kipróbálása után az említett célokra készítendő műszer-prototípushoz a TG 10 típusú gyöngy-termisztort találtuk a legalkalmasabbnak. Súlya 0,5 g. Ellenállása 20 C°-on kb. 180 ohm. Max. terhelő áram 15 mA, a termisztort még nem melegítő max. áramerősség 100 pA. Feladatul tűztük ki, hogy a műszernek 0—90 C° hőtartományban kell mérnie, valamint azt, hogy a mérőfejnek a talajfeltárások során gyakran alkalmazott 55 mm 0-jű furatokban, illetve béléscsövekben is el kell férnie. A termisztorra vonatkozó görbe, amelyet az 1. ábrán mutatunk be, kis hőmérséklet különbségek esetében gyakorlatilag „egyenesnek" vehető, vagyis az ellenállás változások lineárisnak foghatók fel. Ezért olyan műszert szerkesztettünk, amely fokozatkapcsoló segítségével 0—30, 30—60 és 60—90 C° hőmérsékletek közötti tartományok mérésére alkalmas. Az összeállított műszer fényképét is bemutatjuk. Kapcsolási rajzát a 2. ábrán, műszaki leírását az alábbiakban ismertetjük. A termisztort (T) Wheatstone-hídba kapcsoltuk, hogy ezáltal nagy érzékenységet érjünk el. Az R, ellenállást úgy választottuk meg, hogy 0 C°-on egyenlő legyen a termisztor ellenállásával. Az R, és R

2 ellen1. fénykép s \ TFRMISZT0R