147536. lajstromszámú szabadalom • Villamos hőmérsékletmérő berendezés

Megjelent: 1960. augusztus 31. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 147.536. SZÁM 42. i. 3—20. OSZTÁLY — TA—493. ALAPSZÁM SZOLGALATI TALÁLMÁNY Villamos hőmérsékletmérő berendezés Távközlési Kutató Intézet, Budapest Feltaláló: Nógrádi Kálmán oki. villamosmérnök, Budapest A bejelentés napja: 1959. április 30, A hőmérséklet mérés igen nehezen megoldható feladat, ha a mérendő közegben különleges erőhatások lépnek fel. Ilyen közeg például az ultracentrifugák forgórésze, amelynek üzemi hőmérsékletét pontosan kell meghatározni, ami közvetlen méréssel nem végezhető el. Az utóbbi esetben eddig még nem isikerült kielégítően megoldani a feladatot. így például egy permanens mágnest helyeznek el a forgórész alján és mérik azt az elektromotoros erőt, amelyet forgás közben ez a mágnes az, állórész, megfelelő tekercsében gerjeszt. Nagy hátránya ennek a megoldásnak, hogy az indukált elektromotoros erő elsősorban nem a hőmérséklettől, hanem a fordulatszámtól függ, ezenkívül a hitelesítés nagyon körülményes és nem megbízható. A találmány szerinti mérőberendezés nehezen hozzáférhető helyeken fellépő hőmérséklet távmérésére alkalmas. Lényege a következő. A mérendő közegben és egy könnyen hozzáférhető külső pontban egy-egy egyforma ielleggörbéjű hőérzékélő, pl. hőmérsékletfüggő ellenállás van elhelyezve, s a két hőérzékélő egy váltakozó áramú mérőhíd egy-egy ágához csatlakozik. Amikor a két hőérzékélő hőmérséklete egyenlő, a mérőhíd kiegyenlített állapotban van, amikor viszont az egyik hőérzékélő hőmérséklete eltér a másik hőérzékelő hőmérsékletétől, a mérőhíd kimenetén váltakozó áramú feszültség jelenik meg, s ennek a feszültségnek a tápfeszültséghez viszonyított fázisa attól függ, hogy a külső pontban elhelyezett hőérzékélő hőmérséklete magasabb vagy alacsonyabb a mérendő közegben elhelyezett hőérzékélő hőmérsékleténél. , A kimeneti feszültség erősítőn keresztül egy fázisdiszkriminátorra kerül. Ez a fázisdíszkriminátor összehasonlítja a kimeneti feszültség fázisát a mérőhíd tápfeszültségének fázisával, és egy teljesítményerősítőt vezérel, a teljesítményerősítő viszont egy fűtőtestet táplál. A fűtőtest a külső pontban a hőérzékélő mellett, van elhelyezve. A diszkriminétor úgy van beállítva, hogy amikor a mérőhíd kimenetén nincs feszültség, a fűtőtest, egy meghatározott hőmérsékletet vesz fel, mihelyt azonban a mérőhíd kimenetén feszültség jelenik meg, a fűtőtestre vezetett teljesítmény csökken vagy növekszik aszerint, hogy a külső pontban elhelyezett hőérzékélő hőmérséklete magasabb vagy alacsonyabb a mérendő közegben elhelyezett hőérzékélő hőmérsékleténél. Ha a mérendő hőmérséklet alacsonyabb a környezeti hőmérsékletnél, a külső pontban valamilyen hűtésről is gondoskodni kell. Ilyen módon, a könynyen hozzáférhető külső pont hőmérséklete állandóan követi a mérendő közeg hőménsékletét és itt egy pontos hőmérővel mérni lehet a meghatározandó értéket. A diszkriminátor kimenetével párhuzamosan egy középnullás feszültségmérő is kapcsolható, úgyhogy ezzel mindig ellenőrizni lehet a hibajel nagyságát. Abban az esetben, ha a hőérzékelők nem hőmérsékletfüggő ellenállások, hanem hőielemek, illetve egyenáramú híd kerül alkalmazásra, a fázisdiszkriminátor természetesen elhagyható. Ilyenkor a hibajel indikálásához szükséges középnullás feszültségmérőt az. egyenáramú erősítő kimenetén alkalmazzuk. A berendezés egyik lehetséges elrendezése az 1. ábrán látható. A mérendő közegben (1), illetve testben, például egy ultracentrifuga forgórészében van az első hőérzékélő (2) elhelyezve. Az elhelyezésnek egy lehetséges példáját a 2. ábra mutatja. A hőérzékélő elem itt a rotorban a forgó tengely közelében van elhelyezve; így kb. csak 2—3000 g az igénybevétel, 60 000 ford/ perces rotor fordulatszám mellett, A galvanikus érintkezést, viszont, .különleges tűérintkezőik biztosítják. A hőérzékélő például egy 500—1000 ohmos 50—60 /x-os platina drótból tekercselt huzalellenállás; vagy pedig üvegcseppben ágyazott gyöngythermistor lehet. Egy ugyanilyen második hőérzékélő élem (4) jó hővezetőjű fémfoglalatban, könynyen hozzáférhető helyen van elhelyezve. Ezt a foglalatot hűtőkígyó (5) veszi körül; a foglalatba